p A utilidade de um catalisador é influenciada por sua carga superficial e como essa carga é transferida. Até recentemente, o estudo da transferência de carga se baseou em técnicas de imagem complexas que são caras e demoradas. Cientistas da Universidade de Pós-Graduação do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) relatam uma abordagem para estudar a transferência de carga que não depende de equipamentos complicados - simplificando a observação em tempo real da catálise. p A equipe descreve uma configuração experimental usando um pequeno catalisador de rutênio, um nanocluster, que reage com o oxigênio do ar quando aquecido a altas temperaturas. Esta reação de oxidação é detectada por uma estrutura de suporte ligada ao catalisador que fornece uma leitura ao vivo para um computador. O rutênio pode ser usado para detectar a acetona no ar expirado, que é um biomarcador para vários estados de doença, mas essa configuração também tem um valor mais amplo para demonstrar exatamente como os catalisadores facilitam uma reação.

p "Essencialmente, a estrutura de suporte anexada detecta uma mudança na corrente, correspondendo a uma mudança no nanocluster de catalisador, "explica o Dr. Alexander Porkovich, primeiro autor do estudo, publicado em ACS Nano . "Nesse caso, essa mudança é uma mudança no estado de oxidação conforme o rutênio reage com o oxigênio. "

p "Ao estudar fenômenos de transferência de carga, estamos interessados ​​na interface entre o catalisador e o suporte - e essa configuração experimental é ideal. Com uma interface tão limpa, podemos ter certeza de que nossos dados capturam com precisão a reação de oxidação em desenvolvimento. "

p Este artigo contribui para o crescente corpo de literatura trazendo à luz a atividade catalítica oculta, fazer observações in situ - permitindo que a reação ocorra sem perturbações. Essas leituras, chamadas de medidas crono-condutométricas, são uma evolução útil na metodologia, e são complementados com outras abordagens para validar a mudança de estrutura do rutênio, ordenação química, e carga de superfície. Combinado, essas técnicas fornecem uma imagem completa e confiável da mecânica da reação.

p O estudo também destaca a importância da estrutura do nanocluster de rutênio. O rutênio foi ligado ao suporte em duas configurações distintas, cada um exibindo diferentes mecânicas ao reagir com o oxigênio. Uma estrutura reage mais completamente com o oxigênio, enquanto o outro retém um núcleo inerte. Isso levanta outras questões sobre como a estrutura do nanocluster impacta na catálise, e qual conformação de rutênio pode ser mais adequada para aplicações industriais.

p Compreender os fenômenos de transferência de carga também tem utilidade além da catálise, incluindo o estudo de plasmons de superfície empregados em microscopia eletrônica, e materiais necessários em dispositivos de energia solar. Explorando esses sistemas com semelhantes in situ, Medições crono-condutométricas podem lançar mais luz sobre processos industriais importantes.