Nova pesquisa liderada pelo corpo docente da Binghamton University, Universidade Estadual de Nova York, poderia ajudar em tecnologias de energia mais limpas.

A reação atômica entre gases e óxidos é uma peça-chave para muitos quebra-cabeças tecnológicos. Pode levar a benefícios como melhores catalisadores para permitir tecnologias de energia mais limpas, ou a problemas como corrosão.

Compreender essas interações nem sempre é fácil, no entanto, e muitas vezes não vai além da superfície - literalmente.

Uma equipe da Binghamton University, o Laboratório Nacional de Brookhaven e o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia - liderado pelo Professor Guangwen Zhou do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas Thomas J. Watson - tem uma nova maneira de examinar mais profundamente como as moléculas de gás afetam os átomos abaixo a superfície de um material.

O material estudado é o óxido cúprico, um óxido de cobre no qual muitos pesquisadores estão interessados ​​porque é mais abundante e acessível do que metais nobres como a prata, ouro e platina, e é usado para vários processos, como a produção de metanol.

Para o artigo "Oscilações estruturais induzidas por reação de superfície na subsuperfície, "publicado no início deste mês em Nature Communications , Zhou e seus colegas pesquisadores (incluindo os alunos de Ph.D. de Binghamton, Xianhu Sun, Wenhui Zhu, Dongxiang Wu, Chaoran Li, Jianyu Wang, Yaguang Zhu e Xiaobo Chen) examinaram a reação entre o hidrogênio e o óxido de cobre usando microscopia eletrônica de transmissão em escala atômica.

A técnica permitiu que eles vissem a superfície e a subsuperfície simultaneamente e em tempo real, mostrando que as oscilações estruturais são induzidas na subsuperfície pela perda de oxigênio da superfície do óxido.

"Este estudo mostra como a reação da superfície se propaga para as camadas atômicas mais profundas. Nós olhamos para isso em uma seção transversal para que possamos ver os átomos tanto na camada superior quanto nas camadas subsuperficiais com mais clareza, "disse Zhou, que ensina como parte do Programa de Ciência e Engenharia de Materiais e também é diretor associado do Instituto de Pesquisa de Materiais de Binghamton.

Este novo estudo é financiado pelo Departamento de Energia, na esperança de que os resultados possam levar a melhores catalisadores, baterias melhoradas, veículos mais duradouros e outros produtos de alta qualidade.

"Se conhecermos esses mecanismos de reação, podemos projetar materiais melhores, "Não podemos nos preocupar apenas com a superfície, mas também com as camadas mais profundas, se quisermos entender melhor o processo", disse Zhou.