Minúsculas nanopartículas de metal são usadas como catalisadores em muitas reações, desde o refinamento de produtos químicos até a produção de polímeros e biocombustíveis. O desempenho dessas nanopartículas como catalisadores para essas reações depende de quais faces de cristal estão expostas.

Mas as tentativas anteriores de projetar essas nanopartículas alterando sua forma falharam porque as estruturas são instáveis ​​e voltarão à sua forma de equilíbrio.

Agora, pesquisadores do Instituto de Catálise em Processamento de Energia da Northwestern University descobriram uma nova estratégia para a fabricação de nanopartículas metálicas em catalisadores que promete aumentar a seletividade e o rendimento para uma ampla gama de reações catalíticas sensíveis à estrutura. O time, liderado por Laurence D. Marks, professor de ciência de materiais e engenharia na McCormick School of Engineering and Applied Science, descobriram que eles poderiam projetar nanopartículas projetando a estrutura de suporte da partícula.

"Em vez de tentar projetar as nanopartículas, projetamos o substrato em que a nanopartícula se assenta, "Marks disse." Isso muda o que os rostos são expostos. "Seus resultados foram publicados em fevereiro no jornal Nano Letras .

Esta solução foi um pouco uma descoberta:a equipe criou as amostras de nanopartículas, descobriram que eles não mudavam de forma (como as leis da termodinâmica faziam com que as nanopartículas projetadas anteriormente fizessem), em seguida, comece a descobrir como funcionava. Acontece que a epitaxia - a relação entre a posição dos átomos na nanopartícula e a posição dos átomos no substrato - era mais importante para o design do que se pensava anteriormente.

A equipe está testando as nanopartículas em um reator catalítico, e os primeiros resultados parecem promissores, Marks diz. As nanopartículas parecem ser estáveis ​​o suficiente para sobreviver aos rigores do uso a longo prazo como catalisadores.

"Isso abre a porta para o design de catalisadores melhores, "Marks disse." Este método pode ser usado com uma variedade de diferentes nanopartículas de metal. É uma nova estratégia, e pode ter um impacto muito grande. "