p Os químicos mediram os efeitos do nanoconfinamento na catálise rastreando moléculas individuais à medida que mergulham em "nanopoços" e reagem com os catalisadores na parte inferior. p Os poços nesses experimentos têm apenas 2,3 bilionésimos de metro de largura e cerca de 80 a 120 bilionésimos de metro de profundidade. Esses minúsculos canais fornecem acesso a um catalisador de platina imprensado entre os núcleos sólidos e as camadas porosas das esferas de sílica. E eles estão ajudando uma equipe de químicos a entender como esse nanoconfinamento de catalisadores afeta as reações.

p Estudos anteriores das reações limitaram-se a trabalhos teóricos com modelos simplificados e experimentos seguindo uma coleção de moléculas. Este estudo foi capaz de coletar dados de uma única molécula porque o experimento criou uma molécula fluorescente que poderia ser acesa, imageado e rastreado - mesmo em nanoconfinamento.

p "Este efeito do nanoconfinamento não é bem compreendido, especialmente em um nível quantitativo, "disse Wenyu Huang, um professor associado de química da Iowa State University e um associado do Laboratório Ames do Departamento de Energia dos EUA.

p Um novo artigo publicado recentemente online pela revista Catálise Natural relata que, nesse caso, "a taxa de reação é significativamente aumentada na presença de nanoconfinamento, "escreveu Huang e uma equipe de co-autores.

p Huang e Ning Fang, um professor associado de química na Georgia State University em Atlanta, são os principais autores do artigo. De três anos, $ 550, A bolsa de 000 da National Science Foundation apoiou o projeto.

p Laboratório do estado de Iowa de Huang criado, estudou e descreveu as esferas multicamadas e seus nanopoços de comprimento prescrito. O laboratório de Fang no estado da Geórgia usou tecnologia de imagem microscópica e laser para rastrear as moléculas e medir as reações.

p Esse foi um grande desafio para os pesquisadores. Tais medições nunca foram feitas experimentalmente "devido aos desafios técnicos aparentemente intransponíveis de rastrear moléculas individuais dinamicamente em estruturas nanoporosas complexas sob condições de reação, "os químicos escreveram em seu jornal.

p Elas, Contudo, desenvolveu uma técnica experimental que rastreou com sucesso mais de 10, 000 trajetórias de moléculas de um modelo de reação catalítica. (A reação envolveu uma molécula chamada amplex red reagindo com peróxido de hidrogênio na superfície das nanopartículas de platina para gerar uma molécula de produto chamada resorufina, que é uma molécula altamente fluorescente.)

p Além de descobrir que o nanoconfinamento aumentou a taxa de reação, os experimentos mostraram que houve menor adesão das moléculas à superfície das nanopartículas de platina.

p Agora que eles demonstraram suas técnicas experimentais e fizeram as conclusões iniciais, os químicos planejam expandir seu projeto.

p "Assim que entendermos este modelo, podemos ver reações mais complicadas, "Huang disse.

p E isso pode levar a melhores catalisadores.

p Como os químicos escreveram em seu artigo, "Este trabalho abre caminho para a pesquisa diferenciar quantitativamente, avaliar e compreender os efeitos complexos do nanoconfinamento em processos catalíticos dinâmicos, orientando assim o design racional de catalisadores de alto desempenho. "