Um poço indiano em nanoescala. Isso é o que o pós-doutorado Nakkiran Arulmozhi chama de padrão que viu quando corroeu um tipo especial de cristal de platina. As imagens únicas mostram a destrutividade do processo, mas também mostra como é previsível.

A corrosão pode ocorrer de diferentes maneiras. Corrosão anódica, por exemplo, é conhecido como ferrugem em sua bicicleta. A superfície oxida e o óxido de metal formado pode se dissolver se as condições forem adequadas. "Inicialmente, pensamos que isso também aconteceria com os eletrodos de platina do mundo real, "diz Arulmozhi. Hitachi High-Tech Corporation, uma empresa japonesa, perguntou o supervisor de Arulmozhi, Marc Koper, Professor de Catálise e Química de Superfície, para investigar o desgaste dos eletrodos na esperança de que eles possam melhorar sua vida útil.

Torção inesperada

Os pesquisadores logo descobriram que algo mais estava acontecendo e publicaram suas descobertas no jornal PNAS . "Parece muito provável que isto não seja anódico, mas a corrosão catódica, "diz Koper. Neste processo, um metal é reduzido, criando um hidreto de metal. "Você poderia pensar que isso não é possível de jeito nenhum, porque um metal já está completamente reduzido. Mas sob condições catódicas, em outras palavras, em uma voltagem negativa, a platina corrói. "

Os compostos que surgem da corrosão catódica são extremamente instáveis, então você não pode medi-los diretamente. "Temos que assumir que eles são formados e reagem com uma molécula de água em um tempo muito curto, fazendo com que oxidem novamente em platina, "diz Koper." O que podemos ver, Contudo, é que a estrutura do material muda. "

Não aleatoriamente

Arulmozhi visualizou o processo corroendo cristais de platina especialmente projetados de forma controlada. Uma superfície de metal normalmente consiste em um amontoado das chamadas facetas. Em cada faceta, os átomos são organizados de uma maneira específica. Arulmozhi fez os cristais de forma que soubesse exatamente onde cada faceta está localizada e como a estrutura atômica é construída.

"Eu vi que o processo de desgaste da platina difere por faceta, "diz Arulmozhi. Nas imagens, você pode ver como a faceta verde, Pt (110), dificilmente corrói, enquanto a superfície de cor azul, Pt (100), passa por um processo que os pesquisadores chamam de gravura fractal. "O desgaste começa na forma de um quadrado. Lentamente, isso se transforma em uma pirâmide invertida, no qual, eventualmente, um lindo fractal com vários ramos é criado. Eles me lembram de um poço de degraus indiano, mas em nanoescala. "

"Nunca esperamos que esse processo fosse tão ordenado, "diz Koper." Isso torna a corrosão catódica previsível e, esperançosamente, podemos fazer um uso inteligente disso, por exemplo, projetando eletrodos de platina apenas com estruturas atômicas que não sofrem corrosão ou quase não sofrem corrosão. "

Em outros casos, a corrosão catódica é um fator desejável. "Você pode fazer nanopartículas com eles, "diz Arulmozhi." Eles são criados quando uma partícula de metal se solta da superfície por meio da corrosão e se liga a outra partícula de metal na solução. Nesse caso, você quer um material de facetas que se desgasta facilmente, como Pt (100). "