p Os pesquisadores acreditam que o quebra-cabeça do ouro catalítico está parcialmente resolvido. O ouro pode catalisar uma reação de oxidação oxidando-se primeiro. Novas evidências de pesquisa sobre a fase de óxido de ouro em temperatura ambiente e pressão atmosférica nos ajudam a finalmente entender os mecanismos de oxidação de nanoclusters catalíticos de ouro nessas condições. p "Isso é vital se quisermos projetar catalisadores de oxidação que possam usar o oxigênio ambiente no processo de reação. Catalisadores que funcionam em baixas temperaturas são significativos em termos de eficiência energética no futuro, "diz a pesquisadora Karoliina Honkala do Centro de Nanociência (NSC) da Universidade de Jyvaskyla.

p Os pesquisadores do NSC mostram novas evidências de estudos computacionais que sustentam clusters de ouro do tamanho de nanômetros podem quebrar completamente a ligação O-O pela formação de uma nova fase unidimensional de óxido de ouro no limite do cluster. Prevê-se que este mecanismo predomine em condições ambientais de uma pressão atmosférica e temperatura ambiente.

p O estudo foi publicado em setembro em Angewandte Chemie , o jornal internacional líder em química. O estudo faz parte do projeto de Pesquisador da Academia da Academia da Finlândia de Karoliina Honkala e foi conduzido em cooperação com o professor Hannu Häkkinen. O trabalho computacional foi facilitado por extensos recursos do Finnish IT Centre for Science, CSC.

p No estudo, os pesquisadores expuseram os aglomerados de ouro com a espessura de uma monocamada a um número variável de moléculas de oxigênio. Foi descoberto que mesmo um cluster de ouro pode adsorver com eficácia várias moléculas de oxigênio nos limites do cluster, simultaneamente enfraquecendo (alongando) a ligação O-O, transferindo elétrons para as moléculas de oxigênio. Levando em consideração os efeitos da temperatura e pressão ambiente, os cálculos previram que as moléculas de oxigênio se dissociarão completamente e os átomos de oxigênio e ouro formarão cadeias alternadas unidimensionais no limite do cluster (veja a Figura). Os átomos de oxigênio nessas cadeias são negativamente e os átomos de ouro carregados positivamente, criando um sistema que lembra uma cadeia de óxido de ouro unidimensional. Espera-se que essas cadeias sejam a parte altamente cataliticamente ativa para a conversão de monóxido de carbono em dióxido de carbono à temperatura ambiente.

p Pesquisadores Pentti Frondelius, Hannu Häkkinen e Karoliina Honkala estudaram aglomerados de ouro de espessura de monocamada com 10-20 átomos, suportado por finos filmes de óxido de magnésio que cresceram em metal prateado. Esses sistemas podem ser preparados experimentalmente, e no ano passado o grupo Jyväskylä publicou um estudo conjunto com o Professor Hans-Joachim Freund do Instituto Fritz-Haber em Berlim para caracterizar estruturas atômicas e eletrônicas de aglomerados de ouro em tais sistemas (ver http://prl.aps.org/abstract/ PRL / v102 / i20 / e206801).

p Trabalho experimental intensivo desde o início dos anos 1980 indicou que nanopartículas de ouro exibem atividade catalítica inesperada para muitas reações químicas industrialmente importantes que envolvem a ativação de ligações atômicas dentro de moléculas de oxigênio ou hidrocarboneto. Formação de dióxido de carbono (CO ₂ ) de monóxido de carbono (CO) e molécula de oxigênio (O ₂ ) é um dos processos mais amplamente estudados. Uma série de fatores diferentes foram sugeridos para contribuir para a capacidade das partículas de ouro de ativar a ligação O-O, que é considerada a principal etapa da reação.

p “O estudo agora publicado nos fornece uma nova abordagem para o problema. A formação do óxido de ouro, isso é, a oxidação do ouro, está em contradição com as propriedades conhecidas do metal ouro macroscópico. Na escala nanométrica, Contudo, tudo parece ser possivel, "Professor Häkkinen diz.