p O processo de difusão da reação levou à formação da complicada estrutura de Turing inorgânica. Crédito:ZHANG Xiaolong
p Em 1952, Alan Turing, o pai da ciência da computação e inteligência artificial, propôs que certos padrões naturais repetitivos podem ser produzidos pela interação de duas substâncias específicas através do processo de reação-difusão. Neste sistema, um ativador promove a reação e um inibidor inibe a reação. Quando os dois se encontram, a reação se difunde. Quando a diferença no coeficiente de difusão entre os dois atinge um certo nível, a alta taxa de difusão entre eles causará desequilíbrio do sistema e induzirá a formação de padrões complexos periódicos. p 'Estruturas de Turing' existem amplamente na natureza, como os padrões corporais das zebras, a filotaxia dos girassóis, o espaçamento do folículo de cabelos de camundongo e outros. Contudo, é difícil construir uma estrutura de Turing em um sistema químico feito pelo homem, pois a diferença nos coeficientes de difusão das substâncias é pequena.
p Recentemente, o grupo de pesquisa do Prof. Gao Minrui da Universidade de Ciência e Tecnologia da China criou a estrutura de Turing em calcogenetos de metais de transição inorgânicos com o processo de reação-difusão pela primeira vez. Os resultados foram publicados em
Angewandte Chemie International Edition e selecionado como Papel Quente e Capa Traseira.
p Na solução binária de dietilenotriamina (DETA) e água, Ag
+
reagirá com DETA para formar Ag (DETA)
+
. Ao mesmo tempo, Co
2+
transborda da superfície de um disseleneto de cobalto (CoSe
2 ) nanobelt. Ag (DETA)
+
é o inibidor e Co
2+
é o ativador neste sistema. Quando o Ag rapidamente difundido (DETA)
+
atinge a camada Nernst no CoSe
2 superfície, interage com o ativador Co
2+
difundido no CoSe
2 superfície, e finalmente forma um complexo e belo Ag
2 Padrão Se Turing no CoSe
2 superfície.
p O estudo descobriu que este material de estrutura de Turing multi-interface, Ag
2 Se-CoSe
2 , foi um eletrocatalisador de reação de evolução de oxigênio (OER) eficiente. A atividade REA de Ag
2 Se-CoSe
2 estava linearmente relacionado ao comprimento da interface da estrutura de Turing. A rica estrutura da interface e a energia de adsorção intermediária OER otimizada na estrutura da interface conspiraram para provocar sua alta atividade.
p Este estudo usa a teoria de reação-difusão para construir estruturas de Turing complexas em materiais nanoestruturados inorgânicos pela primeira vez, e fornece novas idéias para o projeto de catalisadores baratos com desempenho superior. Esta pesquisa empregou a teoria de difusão de reação para construir uma estrutura de Turing complexa em materiais inorgânicos nanoestruturados pela primeira vez, e forneceu um novo caminho para projetar catalisadores mais baratos com desempenho superior.