Em colaboração com experimentalistas da Universidade de Ghent, Bélgica e Universidade de Utrecht, Holanda, pesquisadores do Centro de Nanociência (NSC) da Universidade de Jyväskylä, descobriram recentemente que a escolha de um material de suporte para catalisadores modelo, feito de nanoaglomerados de ouro protegidos por moléculas orgânicas, pode ter efeitos drásticos na estrutura do catalisador. Em certos suportes, os aglomerados se desintegram completamente, enquanto em outros, a camada protetora orgânica descasca deixando para trás os nanoaglomerados metálicos intactos que podem atuar como catalisadores para uma reação desejada. A pesquisa foi publicada em Chemistry-A European Journal (2020).

Os catalisadores são importantes para produzir produtos químicos usados ​​em nossas vidas diárias. Eles economizam muita energia e tornam as reações químicas mais rápidas em comparação com suas contrapartes não catalisadas.

Nanomateriais, especialmente os nanoclusters metálicos são amplamente utilizados devido à sua alta eficiência e geralmente são colocados em um suporte de óxido inativo para essas aplicações. Contudo, esses nanoclusters são às vezes menos estáveis, e são protegidos, portanto, com uma camada de moléculas orgânicas. O presente estudo é um passo importante para o design, ao controle, e síntese de catalisadores com suporte atomicamente precisos com propriedades físicas e químicas personalizadas.

Nanoclusters de ouro (Aun) de diferentes tamanhos protegidos por moléculas orgânicas de fosfina foram depositados em quatro suportes diferentes e suas propriedades foram medidas por espectroscopia de absorção de raios-X. Em suportes de ácido de Bronsted (superfícies que têm a tendência de liberar prótons), os clusters foram completamente fragmentados, quebrando o cluster Au, enquanto em suportes ácidos de Lewis (superfícies que têm a tendência de ganhar elétrons) a camada orgânica de fosfina se desprendeu, deixando o aglomerado metálico Aun preservando o tamanho original do aglomerado.

Os modelos teóricos desenvolvidos em Jyväskylä explicaram as observações experimentais estudando a transferência de carga entre o suporte e os aglomerados.

Este estudo foi publicado na série de publicações internacionais Chemistry-A European Journal e reconhecido como um papel "quente". Uma imagem que descreve o trabalho também foi selecionada como artigo de capa na recente edição da revista de 2 de junho, 2020.

Em Jyväskylä, pesquisadora de pós-doutorado Nisha Mammen, Professora Karoliina Honkala, e o professor da Academia Hannu Häkkinen foram responsáveis ​​pela parte teórica do trabalho. A pesquisa foi apoiada pela Academia da Finlândia. As simulações de computador no estudo foram realizadas nos supercomputadores da universidade local, bem como no CSC — IT Center for Science.