p Uma equipe de pesquisa do Instituto Nacional de Ciência de Materiais fez a primeira observação da estrutura eletrônica em nanopartículas de liga de prata-ródio (Ag-Rh) para investigar por que a liga possui uma propriedade de absorção / armazenamento de hidrogênio como o paládio (Pd). dado que Ag e Rh em massa não formam uma liga, e que nenhum dos elementos isoladamente é um metal absorvedor / armazenador de hidrogênio. Espera-se que esses resultados promovam ainda mais a criação de novos materiais funcionais por meio da fusão de diferentes elementos, uma técnica comparada à alquimia moderna. p Na tabela periódica de elementos, Pd está localizado entre Rh e Ag, dois elementos incapazes de absorver / armazenar hidrogênio. Bulk Ag e Rh são incapazes de formar ligas. Somente quando esses elementos são organizados para ter cerca de 10 a 20 nanômetros de tamanho, eles são capazes de formar ligas, e Ag _0,5 Rh _0,5 nanopartículas de liga com uma razão de conteúdo de 1 para 1 Ag-Rh armazenam hidrogênio como o Pd. Contudo, não se sabia porque Ag _0,5 Rh _0,5 nanopartículas de liga possuíam uma propriedade tão inesperada. É crítico, em termos de obtenção de conhecimento fundamental no desenvolvimento de materiais, compreender experimental e teoricamente a estrutura eletrônica das nanopartículas de liga Ag-Rh, que se acredita estar intimamente associado à propriedade de absorção / armazenamento de hidrogênio.

p A equipe de pesquisa examinou a estrutura eletrônica da banda de valência em nanopartículas de liga de Ag-Rh, fazendo medições usando espectroscopia de fotoelétrons de alta resolução que emite radiação síncrotron de alto brilho e realizando cálculos teóricos. É extremamente difícil examinar a estrutura eletrônica interna das partículas que têm cerca de 10 a 20 nanômetros de diâmetro fazendo medições em laboratório equipado com espectroscopia de fotoelétrons que emite raios X (suaves) com baixa energia. Portanto, usamos raios-X (duros) na linha de luz do NIMS alojada na maior instalação de radiação síncrotron do mundo (SPring-8). Além disso, interpretamos com precisão os resultados do experimento com base em espectros calculados que são proporcionais à densidade eletrônica dos estados. Consequentemente, descobrimos que as nanopartículas de liga Ag-Rh não são meramente uma mistura de Ag e Rh em um nível microscópico, mas são uma fusão dos dois elementos no nível atômico, e que sua estrutura eletrônica é quase idêntica à do Pd. O fato de as nanopartículas da liga Ag-Rh absorverem hidrogênio parece estar relacionado à similaridade na estrutura eletrônica entre a liga Ag-Rh e o Pd.

p Esses resultados indicam que as nanopartículas de liga Ag-Rh não são apenas capazes de absorver / armazenar hidrogênio devido à sua estrutura eletrônica, mas também podem servir como um catalisador útil. No futuro, estamos planejando avançar na pesquisa conjunta sobre as características e propriedades físicas do material. Além disso, Pretendemos fornecer dados sobre estruturas eletrônicas e arranjos atômicos para indústrias de forma que possam tirar proveito de vários novos materiais funcionais a serem desenvolvidos, além das nanopartículas de liga Ag-Rh. Além disso, vamos estabelecer uma base para realizar pesquisas em materiais baseados em design usando dados apropriados (informática de materiais).