periodická tabulka
autor: Offnfopt, zdroj: Wikipedia, licence obrázku public domain

Hliníkové nanočástice podobné chobotnici rozkládají vodík nejúčinněji

Tvar nanočástic ovlivňuje jejich schopnost katalyzovat chemické reakce, a to dokonce i když jde o fotokatalýzu, kdy hlavní roli hraje světlo.

Na Rice University testovali různé nanočástice hliníku, jejichž optické vlastnosti samy o sobě by se neměly nijak lišit, tyto nanočástice měly ovšem odlišný tvar. Autoři studie vedle sebe zkoumali částice v podobě čtrnáctistěnu s 24 vrcholy, krychle a krychle s 8 vrcholy protaženými ven, jako by šlo o chapadla chobotnice (takže těleso bylo konkávní).
Po osvícení hliník pohltí foton a jeho energii využije k produkci vysokoenergetických elektronů, které pak fungují jako vlastní katalyzátor. Tři různé nanočástice byly při reakci rozkládající molekulu vodíku na atomy různě účinné; nejhůře dopadl čtnáctistěn, nejlépe „chobotnice“. Rychlost reakce zde byla 10krát větší než u čtrnáctistěnu a 5krát větší než u krychle. Nižší byla i aktivační energie potřebná pro reakci (poznámka: není úplně jasné, co to znamená, tisková zpráva přesněji řečeno mluví o „zdánlivé aktivační energii/bariéře“).
Zdá se, že obecně účinnost roste s úhlem v rohu – čím menší, tím lépe; v protažené krychli byl úhel v rohu 60°. Samozřejmě nelze zmenšovat do nekonečna, musíme dokázat příslušnou nanočástici vůbec vyrobit a nesmí se rozpadat.
Dodatečně vypracovaný teoretický model praví, že ideální tvar nanočástice navíc závisí i na vlnové délce použitého světla; Model funguje tak, že se do něj zadá vlnová délka a různé tvary a on je seřadí podle účinnosti. Není to triviální ani pro jediný katalyzátor a jedinou katalyzovanou reakci. Každý chemický proces bude možná třeba ladit speciálně, alespoň dokud nebude k dispozici nějaký obecnější model.
Práce je součástí výzkumu nanokatalyzátorů, které mají chemickým reakcím dodávat energii světla s „chirurgickou přesností“. Cílem je vyhnout se třeba nutnosti provádět reakce za vysokých teplot/spotřeby energie.

Lin Yuan et al, Morphology-Dependent Reactivity of a Plasmonic Photocatalyst, ACS Nano (2020). DOI: 10.1021/acsnano.0c05383
Zdroj: Rice University/Phys.org

Dvojitá protilátka na covid-19 funguje jako lék i prevence

Čeští vědci otestovali novou protilátku proti covidu-19, mj. brání viru mutovat. Čeští vědci otestovali novou …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close