Технологии

Источник: lenta.ru

Исследователи сняли "нанокино" о катализе

Исследователи сняли "нанокино" о катализе

Технология микроскопии, разработанная учеными из Корнельского университета, позволяет наблюдать отдельный акт катализа на наночастицах. Новый метод показал, что каждая наночастица отличается от остальных по каталитическим характеристикам. Пресс-релиз работы, опубликованной в журнале Nature Materials, доступен на сайта Корнельского университета.

 

Изучение свойств наночастиц является одним из самых "модных" направлений в науке. В наномасштабе привычные всем материалы приобретают новые свойства, например, начинают катализировать протекание химических реакций. При уменьшении размера частицы вещества соотношение ее поверхности к объему быстро возрастает. Большое число поверхностных атомов и их необычные свойства отличают частицы наноразмеров от остальных.

 

В своих экспериментах исследовали закрепляли на стеклянной подложке сферические золотые наночастицы диаметром около шести нанометров. По подложке был организован ток красителя, молекулы которого при соприкосновении с наночастицами переходили в другую форму. В исходной форме молекула красителя почти не испускает излучения. После контакта с поверхностью наночастицы, молекула красителя теряет атом кислорода и начинает интенсивно флуоресцировать при воздействии ультрафиолета.

 

С помощью микроскопа, который делал фотографии каждые 30 миллисекунд, ученые сняли "кино" о происходящих на наночастицах процессах. Молекула красителя испускает излучение в течение короткого отрезка времени пока она связана с поверхностью наночастицы. Анализируя кадры "кино", исследователи смогли идентифицировать отдельные вспышки света, каждая из которых соответствовала одному акту катализа.

 

Ученые также смогли "различить" три различных механизма взаимодействия молекулы красителя с наночастицей, которые работали на разных наночастицах. Взаимодействие первого типа происходило по следующей схеме: краситель связывался с поверхностью, терял атом кислорода, после чего освобождался в раствор. Во втором случае перед тем, как отделиться от частицы, молекула красителя перемещалась в другое положение. На частицах третьего типа были возможны оба варианта.

 

Возможным объяснением такого эффекта может являться неидеальная сферическая форма наночастиц. Кроме того, на различных участках поверхности находятся разные "части" кристаллической решетки золота.

 

Еще одной особенностью катализа на золотых наночастицах оказалось различное время, которое молекулы красителя проводили в связи с поверхностью. Молекулы задерживались на одном и том же месте сначала на небольшой отрезок времени, потом на более длинный, а затем время контакта снова сокращалось. По мнению ученых, разное время объясняется тем, что во время акта катализа происходят структурные изменения поверхности наночастицы. Соответственно, время реакции катализа, происходящей сразу после изменения структуры, будет отличаться от "среднестатистического".

 

Катализ на наночастицах может оказаться востребованным во многих отраслях промышленности. Например, наночастицы позволят снизить стоимость экологически чистых автомобилей. Большинство из них получают энергию, используя реакции, требующие в качестве катализатора драгоценные металлы. По мере работы двигателя дорогостоящий катализатор расходуется, и его запас необходимо восполнять.

 

Источник: lenta.ru

Читайте также

Показать еще новости

Лента новостей

В Уфе пропал 36-летний Леонид Баженов

Общество

Путин утвердил проведение форума «Россия — спортивная держава» в Уфе

Общество

Житель Башкирии получил 17 лет тюрьмы за убийство беспомощной пенсионерки

Происшествия

В Уфе простились с погибшим в СВО Айратом Рахматуллиным

Общество

200 кур, коровы и телята погибли при пожаре в Башкирии

Происшествия

Количество рейсов из Уфы в Анталью увеличится до 34 в неделю

Общество

В Уфе врачи спасли жизнь пациента с внезапным легочным кровотечением

Общество

В бюджет Башкирии дополнительно поступит 8 млрд рублей доходов

Общество

В Башкирии разыскивают женщину с шестилетним ребенком

Общество

В Башкирии эвакуировали студентов и сотрудников колледжа из-за сообщения о минировании

Происшествия

Уфимку осудят за убийство сожителя пятилетней давности

Происшествия

В Башкирии пропал 33-летний Павел Черепанов

Общество

28 человек спасли при пожаре в многоэтажке в Башкирии

Происшествия

Из Башкирии отправлен 116-й гумконвой для участников СВО

Общество

В Башкирии потеплеет до +9 градусов

Погода

Житель Башкирии ограбил соседку, пока ее не было дома

Происшествия

Жителей Башкирии предупредили об опасности на дорогах

Погода

В Уфе объявлен конкурс на лучшее бомбоубежище

Общество

Уфимцев предупредили о возможном падении сосулек с крыш

Общество

Сбер открыл регистрацию на Зеленый Марафон-2024 в городах РоссииПартнерский материал

Общество

Путин набрал 87,28% голосов на выборах по итогам обработки 100% протоколов

Общество

В Башкирии закрылась ледовая переправа в Караидельском районе

Общество

В Башкирии два человека пострадали в столкновении двух легковушек

Происшествия

В Уфе до 2 апреля закроют движение на улице Кавказской

Общество

Система общественного контроля была организована в Башкирии на очень высоком уровне – эксперт о выборах президента

Общество

В Башкирии дом затопило талыми водами

Общество

В Уфе водитель Land Rover сбил девятилетнего ребенка на светофоре

Происшествия

В Уфе готовятся к перепуску движения на Шакшинском мосту

Общество

Эксперт рассказала, что в Башкирии на выборах президента работали более 3 тысяч блогеров-наблюдателей

Общество

В Башкирии за сутки 103 человека заболели COVID-19

Общество

В Башкирии дали сроки директорам компаний, обманувшим более 900 дольщиков

Общество

В Башкирии проходит спецоперация ГИБДД

Общество

Радий Хабиров сообщил сроки открытия Восточного выезда в Уфе

Общество

В Уфе в аварии пострадал 7-летний ребенок

Происшествия

«Лучше подготовиться к худшему»: в потенциальной зоне подтопления в Башкирии проживают более 86 тысяч человек

Общество

В Башкирии 14-летний подросток за ночь совершил кражу ювелирных украшений и попытался угнать автомобиль

Общество

Радий Хабиров высказался о прошедших в Башкирии выборах президента страны

Общество

Стало известно, как в Башкирии пытались сорвать выборы президента страны

Общество

В Башкирии женщина занималась сбытом алкогольной продукции, содержащей метиловый спирт

Общество

Итоговое число голосов за Путина в Башкирии составило 90,9%

Общество

В Уфе женщина предстанет перед судом за мошенничество

Общество

Константин Толкачев прокомментировал предварительные итоги выборов президента страны

Общество