p Pesquisadores da Penn State e da Purdue University desenvolveram novos materiais para melhorar a catálise de um único átomo e a eletrônica do futuro. p Os materiais, com base em dichalcogenetos de metais de transição bidimensionais (TMDs) que incluem dissulfetos, diselenídeos e teluretos, têm uma variedade de propriedades interessantes que os cientistas gostariam de explorar, especialmente para eletrônica e catálise de última geração.

p A equipe depositou os metais nobres ouro e prata nos substratos bidimensionais do TMD e estudou como os metais se formaram e cresceram nas superfícies do TMD. Em todos os casos, exceto um, os metais formaram nanopartículas de dimensão zero, como a teoria previu. Mas no caso da prata depositada em diteluretos, a prata formava uma única camada de átomo revestindo todo o substrato.

p "Tentamos os experimentos várias vezes, mas não viu nenhuma evidência de formação de nanopartículas de prata nos diteluretos de metal de transição, ainda sabíamos que a prata estava lá, "disse Yifan Sun, ex-aluno de doutorado da Penn State e autor principal de um artigo publicado esta semana no jornal Química da Natureza .

p A equipe descobriu que as interfaces entre os TMDs e os metais nobres eram importantes para determinar o crescimento e a estrutura final dos metais.

p "Isso foi realmente interessante para nós e fornece novos insights sobre como investigar as interfaces entre as nanoestruturas 2-D e 3-D, "Sun acrescentou.

p A equipe acredita que esse conhecimento será útil em um importante campo da química chamado catálise de átomo único. O problema que a catálise de um único átomo enfrenta atualmente é que, à medida que a densidade dos átomos catalíticos aumenta, eles tendem a formar agregados que se aglomeram em nanopartículas, o que diminui a atividade catalítica. Como mais de 85 por cento dos produtos químicos são produzidos por catálise, um processo de átomo único que não se agrega pode ter enormes benefícios.

p "O processo nos permite pensar no futuro em como você poderia projetar catalisadores de átomo único que tivessem quantidades mínimas desses metais nobres caros e tivessem propriedades aprimoradas por causa disso, "disse Ray Schaak, Professor Dupont de Química, e autor correspondente no artigo da Nature Chemistry.

p Outro lugar onde as pessoas gostariam de usar esse tipo de material é na eletrônica. Muitas vezes eles precisam fazer um contato com um fio metálico e esse tipo de crescimento nos TMDs dá aquele ponto de ancoragem.

p "Os metais 2-D são uma área emergente e foi muito difícil convencer as pessoas de que tínhamos uma camada de prata 2-D, "disse Mauricio Terrones, Verne M. Willaman Professor de Física, e distinto professor de física, química e ciência de materiais e engenharia, Estado de Penn. "Isso não acontece com outros materiais."

p No futuro, os pesquisadores pretendem experimentar outros metais que tenham propriedades catalíticas mais interessantes do que a prata.