p Manipulação de um defeito atômico usando a sonda de um microscópio de tunelamento. Crédito: ACS Nano
p Uma equipe de pesquisa composta por cientistas da Tohoku University, RIKEN, a Universidade de Tóquio, A Chiba University e a University College London descobriram uma nova via de reação química no dióxido de titânio (TiO
2 ), um importante material fotocatalítico. p O mecanismo de reação, relatado em
ACS Nano , envolve a aplicação de um campo elétrico que estreita a largura da barreira de reação, permitindo assim que os átomos de hidrogênio se distanciem da superfície. Isso abre caminho para a manipulação dos canais de transporte de hidrogênio em escala atômica, o que pode ser importante no armazenamento de hidrogênio. O hidrogênio tem se apresentado como uma alternativa limpa e renovável à queima de hidrocarbonetos e um dos grandes desafios da atualidade é encontrar uma forma eficiente de armazená-lo e transportá-lo.
p A equipe usou microscopia de tunelamento de varredura (STM) para visualizar diretamente íons de hidrogênio individuais, um defeito atômico comum no TiO
2 (Figura 1). Em STM, a estrutura da superfície de uma superfície sólida é observada na escala atômica através da varredura de uma sonda afiada através da superfície e monitorando a corrente de tunelamento. Minato et al. foram capazes de dessorver íons de hidrogênio individuais da superfície usando a sonda STM para aplicar pulsos elétricos ao hidrogênio. O pulso gera um campo elétrico e também injeta elétrons na amostra. Usando uma nova abordagem teórica desenvolvida pelo Dr. Kajita, a equipe confirmou que, em vez de reduzir a altura da barreira de reação, o campo elétrico reduz a largura da barreira, permitindo assim que o hidrogênio seja dessorvido por tunelamento quântico (Fig. 2).
p Imagens conceituais da nova reação química explicada neste trabalho. Crédito: ACS Nano
p Autor principal, Prof. Taketoshi Minato (Tohoku Univ. E RIKEN, atualmente a Universidade de Kyoto) comentou que "A nova via de reação poderia ser explorada em dispositivos de comutação em nanoescala e tecnologia de armazenamento de hidrogênio. Por exemplo, campos elétricos podem ser usados para extrair hidrogênio de um TiO
2 - dispositivo de armazenamento baseado "
