p Você é afetado por seus vizinhos? O mesmo ocorre com as nanopartículas nos catalisadores. Nova pesquisa da Chalmers University of Technology, Suécia, publicado nas revistas Avanços da Ciência e Nature Communications , revela como os vizinhos mais próximos determinam o quão bem as nanopartículas funcionam em um catalisador. p "O objetivo de longo prazo da pesquisa é ser capaz de identificar superpartículas, contribuir para catalisadores mais eficientes no futuro. Para utilizar os recursos melhor do que hoje, também queremos que o maior número possível de partículas participem ativamente da reação catalítica ao mesmo tempo, "diz o líder de pesquisa Christoph Langhammer do Departamento de Física da Chalmers University of Technology.

p Imagine um grande grupo de vizinhos reunidos para limpar um pátio comum. Eles começaram seu trabalho, cada um contribuindo para o esforço do grupo. O único problema é que nem todos são igualmente ativos. Enquanto alguns trabalham duro e eficientemente, outros andam por aí, conversando e tomando café. Se você olhar apenas para o resultado final, seria difícil saber quem trabalhou mais, e quem simplesmente relaxou. Para determinar isso, você precisaria monitorar cada pessoa ao longo do dia. O mesmo se aplica à atividade de nanopartículas metálicas em um catalisador.

p A busca por catalisadores mais eficazes por meio da cooperação da vizinhança

p Dentro de um catalisador, várias partículas afetam a eficácia das reações. Algumas das partículas na multidão são eficazes, enquanto outros estão inativos. Mas as partículas muitas vezes estão escondidas em diferentes "poros, "muito parecido com uma esponja, e, portanto, são difíceis de estudar.

p Para ser capaz de ver o que realmente está acontecendo dentro de um poro do catalisador, os pesquisadores da Chalmers University of Technology isolaram um punhado de partículas de cobre em um nanotubo de vidro transparente. Quando vários estão reunidos no pequeno tubo cheio de gás, torna-se possível estudar quais partículas fazem o quê, e quando, em condições reais.

p No tubo, as partículas entram em contato com uma mistura de gás de entrada de oxigênio e monóxido de carbono. Quando essas substâncias reagem entre si na superfície das partículas de cobre, dióxido de carbono é formado. É a mesma reação que acontece quando os gases de escape são purificados no conversor catalítico de um carro, exceto lá, partículas de platina, paládio e ródio são freqüentemente usados ​​para quebrar o monóxido de carbono tóxico em vez do cobre. Mas esses metais são caros e escassos, portanto, os pesquisadores estão procurando alternativas mais eficientes em termos de recursos.

p “O cobre pode ser um candidato interessante para oxidar o monóxido de carbono. O desafio é que o cobre tende a se transformar durante a reação, e precisamos ser capazes de medir o estado de oxidação de uma partícula de cobre quando está mais ativa dentro do catalisador. Com nosso nanorreator, que imita um poro dentro de um catalisador real, isso agora será possível, "diz David Albinsson, Pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Física da Chalmers e primeiro autor de dois artigos científicos publicados recentemente em Avanços da Ciência e Nature Communications .

p Qualquer pessoa que tenha visto um antigo telhado ou estátua de cobre reconhecerá como o metal marrom-avermelhado logo fica verde após o contato com o ar e poluentes. Algo semelhante acontece com as partículas de cobre nos catalisadores. Portanto, é importante fazer com que eles trabalhem juntos de maneira eficaz.

p "O que mostramos agora é que o estado de oxidação de uma partícula pode ser afetado dinamicamente por seus vizinhos mais próximos durante a reação. A esperança, portanto, é que eventualmente possamos economizar recursos com a ajuda da cooperação de vizinhança otimizada em um catalisador, "diz Christoph Langhammer, professor do Departamento de Física da Chalmers.