שיטה חדשה להכנת זרזים מננו-חלקיקי מתכת

ננו-חלקיקי מתכת זערוריים משמשים כזרזים בתגובות רבות, החל מטיהור כימיקלים וכלה בייצור פולימרים וביו-דלקים. יעילות פעילותם של זרזים אלו בתגובות כגון אלו תלויה בפאות הגביש החשופות לתגובה

ננו-חלקיקי מתכת זערוריים משמשים כזרזים בתגובות רבות, החל מטיהור כימיקלים וכלה בייצור פולימרים וביו-דלקים. יעילות פעילותם של זרזים אלו בתגובות כגון אלו תלויה בפאות הגביש החשופות לתגובה.

אולם, ניסיונות קודמים לתכנון ננו-חלקיקים אלו באמצעות שינוי הצורה שלהם נכשלו מאחר והמבנים אינם יציבים והם חוזרים לצורתם המקורית.

כעת, חוקרים מהמכון לקטליזה בעיבוד אנרגיה מאוניברסיטת Northwestern, גילו שיטה חדשה להכנת ננו-חלקיקי מתכת עבור קטליזה, המבטיחה להגביר את הבררנות והניצולת עבור טווח נרחב של תגובות קטליטיות רגישות-מבנה. הצוות, בראשותו של החוקר Laurence D. Marks, פרופסור למדעי החומרים וההנדסה, גילה כי ניתן לעצב ננו-חלקיקים באמצעות המבנה התומך של החלקיק.

“במקום לנסות ולהנדס את הננו-חלקיקים, הנדסנו את המצע שעליו ממוקם הננו-חלקיק,” אמר החוקר הראשי. “זה משנה את סוג הפאות שחשופות החוצה.” הממצאים פורסמו בכתב-העת Nano Letters.

פתרון זה היה סוג של תגלית: הצוות שהכין את דגימות ננו-החלקיק גילה כי הוא לא מצליח לשנות את הצורה שלהם ונפנה להבין מה בדיוק קורה. הסתבר למדענים כי אפיטקסיה (epitaxy) – היחס המרחבי שבין מיקום האטומים של ננו-החלקיק לבין מיקום האטומים של המצע – היה גורם חשוב יותר בעיצוב מאשר סברו קודם לכן.

הצוות בוחן כרגע את ננו-החלקיקים במגוב קטליטי, והממצאים הראשוניים נראים מבטיחים, מציין החוקר. נראה כי ננו-החלקיק יציב דיו בכדי לשרוד את הפעילות ארוכת הטווח והמאומצת שלו כזרז.

“הממצאים שלנו פותחים דלת לפיתוח זרזים טובים ויעילים יותר,” מציין החוקר. “שיטה זו תוכל לשמש עבור מגוון ננו-חלקיקי מתכת שונים. זוהי גישה חדשנית, וייתכן ותהיה לה השפעה ניכרת על התחום.”

הידיעה על המחקר