p Pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia desenvolveram um rápido, processo simples para fazer 'nano-framboesas' de platina - aglomerados microscópicos de partículas em nanoescala do metal precioso. A forma semelhante a uma baga é significativa porque tem uma grande área de superfície, o que é útil no projeto de catalisadores. Notícias ainda melhores para os químicos industriais:os pesquisadores descobriram quando e por que os cachos de frutas se aglomeram em cachos maiores de 'nano-uvas'. p A pesquisa pode ajudar a tornar as células de combustível mais práticas. As nanopartículas podem atuar como catalisadores para ajudar a converter metanol em eletricidade nas células de combustível. O processo de 40 minutos do NIST para fazer nano-framboesas, descrito em um novo artigo, tem várias vantagens. A grande área de superfície das bagas estimula reações eficientes. Além disso, o processo NIST usa água, um solvente benigno ou 'verde'. E os cachos catalisam reações de metanol de forma consistente e são estáveis ​​em temperatura ambiente por pelo menos oito semanas.

p Embora as bagas fossem feitas de platina, o metal é caro e era usado apenas como modelo. O estudo realmente ajudará a orientar a busca por materiais catalisadores alternativos, e o comportamento de aglutinação em solventes é uma questão chave. Para células de combustível, as nanopartículas geralmente são misturadas com solventes para ligá-las a um eletrodo. Para aprender como essas fórmulas afetam as propriedades das partículas, a equipe do NIST mediu a aglomeração de partículas em quatro solventes diferentes pela primeira vez. Para aplicações como células a combustível de metanol líquido, as partículas do catalisador devem permanecer separadas e dispersas no líquido, não aglomerado.

p 'Nossa inovação tem pouco a ver com a platina e tudo a ver com como os novos materiais são testados em laboratório, ', disse a líder do projeto, Kavita Jeerage. “Nossa contribuição crítica é que, depois de fazer um novo material, você precisa fazer escolhas. Nosso papel é sobre uma escolha:qual solvente usar. Fizemos as partículas em água e testamos se você poderia colocá-las em outros solventes. Descobrimos que essa escolha é importante. '

p A equipe do NIST mediu as condições sob as quais as partículas de platina, variando em tamanho de 3 a 4 nanômetros (nm) de diâmetro, aglomerado em cachos de 100 nm de largura ou maiores. Eles descobriram que a aglutinação depende das propriedades elétricas do solvente. As framboesas formam cachos maiores de uvas em solventes menos polares, ' isso é, onde as moléculas de solvente não possuem regiões com cargas fortemente positivas ou negativas, (a água é uma molécula fortemente polar).

p Os pesquisadores esperavam isso. O que eles não esperavam é que a tendência não se dimensione de forma previsível. Os quatro solventes estudados eram água, metanol, etanol e isopropanol, ordenado por polaridade decrescente. Não havia muita aglomeração no metanol; os cachos ficaram cerca de 30% maiores do que na água. Mas em etanol e isopropanol, os aglomerados ficaram 400 por cento e 600 por cento maiores, respectivamente - cachos realmente enormes. Esta é uma suspensão de qualidade muito pobre para fins catalíticos.

p Como as nanopartículas se aglutinaram lentamente e não muito em metanol, os pesquisadores concluíram que as partículas poderiam ser transferidas para aquele solvente, presumindo que fossem usados ​​dentro de alguns dias - efetivamente colocando uma data de validade no catalisador.