Особые свойства наночастиц часто возникают в результате химического взаимодействия с материалом носителя, на который они помещены. Такие взаимодействия часто изменяют электронную структуру наночастицы, потому что между частицей и носителем происходит обмен электрическим зарядом. Рабочим группам под руководством Фридриха-Александра-Университета Эрлангена-Нюрнберга (FAU) и Университета Барселоны теперь удалось подсчитать количество элементарных зарядов, которые теряются наночастицей платины, когда она помещается на типичный оксидный носитель.
Их работа на шаг приближает возможность разработки индивидуальных наночастиц.Один из основных вопросов, который исследователи нанонауки обсуждают в течение некоторого времени, заключается в том, как наночастицы взаимодействуют с опорой, на которую они помещены.
Теперь ясно, что различные физические и химические факторы, такие как электронная структура, наноструктура и, что особенно важно, их взаимодействие с носителем, контролируют свойства наночастиц. Хотя это взаимодействие — в частности, перенос электрического заряда — уже наблюдался в значительной степени, предыдущие исследования не исследовали, сколько заряда передается и существует ли связь между переносом и размером наночастицы.Чтобы измерить электрический заряд, которым обмениваются, международная группа исследователей из Германии, Испании, Италии и Чешской Республики во главе с профессором д-ром Йоргом Либудой, профессором физической химии, и профессором д-ром Константином Нейманом, Университет Барселоны. , подготовили чрезвычайно чистую и атомарно четко определенную поверхность оксида, на которую они поместили наночастицы платины.
Используя высокочувствительный метод обнаружения в Elettra Sincrotrone Trieste, исследователи впервые смогли количественно оценить эффект.Глядя на частицы с различным числом атомов, от нескольких до многих сотен, они подсчитали количество перенесенных электронов и показали, что эффект наиболее заметен для небольших наночастиц, содержащих около 50 атомов. Величина эффекта удивительно велика: примерно каждый десятый атом металла теряет электрон, когда частица контактирует с оксидом. Исследователи также смогли использовать теоретические методы, чтобы показать, как можно контролировать эффект, позволяя адаптировать химические свойства для лучшего соответствия их предполагаемому применению.
Это позволит, например, более эффективно использовать ценное сырье и энергию в каталитических процессах в химической промышленности.