p (Phys.org) - Os catalisadores podem parar de funcionar quando os átomos na superfície começam a se mover. Na Universidade de Tecnologia de Viena, essa dança dos átomos agora podia ser observada e explicada. p Pessoas sozinhas em um salão de baile não tendem a se mover muito. É apenas quando eles encontram um parceiro de dança adequado que o movimento rápido se estabelece. Os átomos em superfícies de óxido de ferro se comportam de maneira semelhante:somente com o parceiro molecular certo eles dançam na superfície. Cientistas da Universidade de Tecnologia de Viena já filmaram os átomos, provando que o monóxido de carbono é o parceiro responsável pelo movimento rápido. Seus filmes mostram que o movimento leva diretamente ao agrupamento - um efeito que pode causar grande dano aos catalisadores. As descobertas já foram publicadas na revista Materiais da Natureza .

p Aglomerados - que desperdício de átomos!

p "Metais como ouro ou paládio são frequentemente usados ​​como catalisadores para acelerar certas reações químicas", diz a Professora Ulrike Diebold (Instituto de Física Aplicada, Universidade de Tecnologia de Viena). Quando os átomos se juntam, a maioria deles não entra mais em contato com o gás circundante e o efeito catalítico diminui drasticamente. Por esta razão, A equipe de Ulrike Diebold investiga como os aglomerados se formam a partir de átomos individuais em uma superfície, e buscar formas de inibir o processo.

p Teorias sobre esse efeito foram discutidas por anos, mas os pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Viena observaram diretamente o agrupamento dos átomos. "Estamos usando átomos de paládio em superfícies de óxido de ferro extremamente limpas em uma câmara de ultra alto vácuo. Por várias horas, tiramos fotos da superfície com um microscópio de tunelamento ", diz Gareth Parkinson (Universidade de Tecnologia de Viena). Essas fotos foram então transformadas em um filme, em que os caminhos dos átomos individuais podem ser rastreados.

p O efeito skyhook

p Usando esta técnica, a equipe de pesquisa descobriu que a rápida dança atômica na superfície é iniciada por moléculas de monóxido de carbono, que se ligam a átomos de paládio individuais. Assim que isso acontecer, o paládio dificilmente está conectado ao solo e pode se mover quase livremente, como se tivesse sido retirado pelo monóxido de carbono. "Isso é conhecido como efeito skyhook", diz Zbynek Novotny (Universidade de Tecnologia de Viena). O monóxido de carbono e o paládio movem-se alegremente pela superfície, até que colidam com outros 'casais dançantes'. Então, eles se unem criando um pequeno cluster que continua a crescer.

p Hidroxil contra aglomeração?

p Com a nova possibilidade de observar agrupamentos em tempo real sob o microscópio, os mecanismos agora podem ser estudados em detalhes:"Descobrimos que grupos OH na superfície podem suprimir o efeito de agrupamento", diz Gareth Parkinson. Se os pares monóxido de carbono-paládio não se encontrarem, mas, em vez disso, encontre um grupo OH, eles ficam presos lá e não podem formar um cluster. Um revestimento de hidroxila da superfície pode, portanto, levar a uma melhoria significativa da estabilidade dos catalisadores.