ذرات النيكل على الأسلاك

تفاعل عالي مع الأكسجين

Nanodr hte Science Fund FWF
قراءة بصوت عال

أسلاك النيكل - الروديوم لها تفاعل مرتفع بشكل مدهش تجاه الأكسجين. وبالتالي ، فإنها توفر إمكانات تطوير مستقبلية لمحفزات كيميائية جديدة. كان هذا نتيجة لمجموعة نمساوية سويدية نجحت في إيداع شبكات النيكل أحادية البعد بطريقة خاضعة للرقابة على وسادة الروديوم.

تتصرف الذرات الموجودة على السطح والسطح الحدودي للأجسام بشكل مختلف عن الذرات الموجودة في الداخل بسبب موقعها في الحافة. لذلك ، يمكن أن يكون لها تأثير أساسي على الخواص الكيميائية والفيزيائية للمادة ، إذا قمت بتغيير نسبة السطح إلى الحجم - على الرغم من التركيب الكيميائي دون تغيير. نظرًا لأن هياكل المقياس النانوي في أحد الأبعاد أحادية البعد - وبالتالي لا تمثل إلا سطحًا تقريبًا - فإن البحث عن التأثيرات السطحية في علوم النانو له أهمية خاصة.

أحادي الأبعاد ولكنه قوي

وتكرس الشبكة الوطنية للبحوث "العلوم النانوية على السطوح" لهذا الجانب بتنسيق من البروفيسور فالكو نيتزر من معهد الفيزياء في جامعة كارل فرانزينز - غراتس. في الآونة الأخيرة ، نجح Netzer وفريقه في إنشاء نموذج لدراسة تفاعل النظم النانوية المعدنية على المستوى الذري.

"لقد نجحنا في تبخير الصفوف أحادية البعد لذرات النيكل على ركيزة خاصة من الروديوم" ، كما أوضح نيتزر. "هذه الطبقة السفلية الروديوم المصنوعة من الكريستال تحتوي على هيكل درج مصمم بدقة. في هذه الحالة ، الخطوات التي هي المسافة بين ذرتين من الروديوم تتناوب مع شرفات بعرض عدة ذرات. "في الواقع ، من خلال إيداع ذرات النيكل في نهاية الخطوات ، تمكن الفريق من إنشاء نظام ثنائي المعدن بأبعاد محددة بدقة على النانو.

نتيجة لذلك ، حددت المجموعة التفاعل الكيميائي لهذا النظام. بالإضافة إلى المسح المجهري للنفق والحسابات المعقدة ، تم إجراء التحليل الطيفي بالأشعة السينية باستخدام أشعة السنكروترون في جامعة لوند في السويد. ومن المثير للاهتمام ، أن هذه التحليلات أظهرت أن صفائح النيكل كان لها تفاعل عالي غير عادي مع الأكسجين. سبب هذا التفاعل المتزايد هو في البداية تحولات لبعض الحالات الإلكترونية من ذرات الروديوم في هيكل الخطوة. يؤثر هذا التحول لاحقًا على ذرات النيكل المجاورة مباشرةً ويسهل تفاعلها بالأكسجين. عرض

المحتملة للتطبيقات الجديدة

هذه التفاعلات العالية مع الأكسجين هي خاصية واعدة للغاية: "تظهر قياساتنا وحساباتنا بوضوح أن مدار النيكل أحادي البعد يمكن أن يتفاعل تمامًا مع الأكسجين عند ضغط الغاز المناسب - دون حتى ذرة واحدة من روديوم تتفاعل مع الأكسجين. وبالتالي ، يوفر هذا النظام فرصًا لتطوير محفزات جديدة تشتمل تفاعلاتها على امتصاص ذرات الأكسجين وتفككها "، كما يقول نتزر. بالنسبة للباحث ، توضح هذه النتيجة مرة أخرى الدور الهام الذي تلعبه البحوث الأساسية في المواد النانوية لتطبيقها في المستقبل في العمليات اليومية.

(صندوق العلوم FWF ، 19.06.2007 - NPO)