p Uma equipe de químicos e físicos da Universidade de Utrecht conseguiu projetar um novo tipo de catalisador. Ao combinar dois metais com precisão atômica, eles criaram um material catalítico altamente eficaz. O time, liderado pelo Prof. Petra de Jongh (Química) e Prof. Alfons van Blaaderen (Física), estão publicando suas descobertas em Materiais da Natureza hoje. p Nanopartículas

p Os catalisadores impactam fortemente nossa sociedade. Aproximadamente 90% de todos os processos químicos industriais usam um catalisador para acelerar as conversões químicas. Esses catalisadores normalmente contêm minúsculas partículas de metal, chamadas de nanopartículas, que são cerca de 10, 000 vezes menor que a largura de um cabelo humano. A estrutura e composição dessas nanopartículas determinam o quão bom é o catalisador. Mesmo pequenas mudanças nessas nanopartículas podem levar a grandes diferenças no desempenho, portanto, apresentando implicações econômicas e ambientais significativas para a nossa sociedade.

p Catalisadores bimetálicos:quando dois é melhor do que um

p "Um desenvolvimento importante na melhoria do desempenho dos materiais catalíticos é passar de catalisadores convencionais feitos de um único metal para catalisadores bimetálicos em que dois metais diferentes são combinados, "explica Petra de Jongh. Esses catalisadores bimetálicos funcionam melhor, mas também suscitam novos desafios. “O desafio é que com as técnicas convencionais você tem pouco controle sobre a estrutura das nanopartículas, resultando em partículas com quantidades variáveis ​​de ambos os metais, e diferentes formas e tamanhos, prejudicando gravemente a eficiência desses catalisadores bimetálicos. "Projetar catalisadores bimetálicos com precisão atômica era um objetivo fundamental para Jessi van der Hoeven, um Ph.D. candidata que realizou sua pesquisa em dois grupos no Debye Institute for Nanomaterials, supervisionado conjuntamente por De Jongh (Química) e Van Blaaderen (Física).

p Organizando os átomos em um design de núcleo-casca

p Van der Hoeven encontrou uma maneira de combinar dois metais, ouro e paládio, em uma nanopartícula estruturada com núcleo-casca, controlando o número de camadas de átomos de paládio. Esses novos catalisadores foram testados na hidrogenação seletiva de butadieno, um processo crucial na purificação de matéria-prima para a fabricação de plásticos. De Jongh observa, "Ficamos muito entusiasmados em ver que, com este projeto de núcleo-casca, criamos catalisadores que funcionam até 50 vezes melhor do que aqueles que consistem apenas em ouro ou apenas paládio, ou uma mistura aleatória dos dois. "

p Van der Hoeven acrescenta, "Para nossa surpresa, também observamos que não apenas o tipo de átomos na superfície da nanopartícula afeta o desempenho, mas que a natureza dos átomos nas camadas abaixo da superfície também importa. "Com a ajuda do teórico do Karlsruhe Institute of Technology (Alemanha) e espectroscopistas da Sorbonne University em Paris (França), co-autores da publicação, eles investigaram esse efeito em detalhes.

p Muito espaço na parte inferior

p Embora os atuais catalisadores de núcleo de ouro-paládio tenham superado suas expectativas, os autores estão convencidos de que ainda existem muitas oportunidades de melhoria. "Estamos apenas no começo, "comenta van Blaaderen." Agora que sabemos como organizar os átomos nas nanopartículas, a variedade de estruturas e combinações de metal que podemos explorar é enorme. "Seu sonho para o futuro é continuar construindo materiais catalisadores de baixo para cima, inspirado pelo físico Richard Feynman, que já previu que "há muito espaço no fundo" para a humanidade construir materiais átomo por átomo. Ou neste caso, camada por camada.