p Existe um ditado para "nunca mudar um sistema em execução." No entanto, novos métodos podem ser muito superiores aos mais antigos. Embora até agora as reações químicas sejam principalmente aceleradas por materiais catalíticos que compreendem várias centenas de átomos, o uso de átomos individuais pode fornecer uma nova abordagem para a catálise. p Uma equipe de pesquisa internacional, liderado pela TU Wien, Áustria, agora desenvolveu um novo método para ancorar átomos individuais de forma controlada e estável em superfícies. Este é um passo importante para a catálise de um átomo. Os pesquisadores que trabalham com Bernhard C. Bayer apresentaram o novo método na revista científica ACS Nano .

p Átomos individuais para substituir nanopartículas

p Os catalisadores modernos consistem em nanopartículas e, portanto, são muito pequenos. Contudo, considerando seu tamanho na escala atômica, eles ainda são compostos por centenas de átomos, muito maior do que catalisadores de átomo único. Se fosse possível acelerar reações químicas com átomos individuais, isso poderia abrir novas oportunidades para catálise. A catálise de átomo único pode ser mais sustentável e eficiente em termos de energia e também pode ser mais seletiva e atingir um volume de negócios maior do que os processos tradicionais.

p No método recém-desenvolvido, átomos de silício servem como "âncoras" para átomos de metal simples. Os próprios átomos de silício freqüentemente ocorrem como uma impureza nos materiais de suporte de carbono. A esses átomos de silício agora os átomos de índio estão ligados, que podem atuar como catalisadores de um único átomo. "Os átomos de índio se ligam seletivamente às âncoras de silício na rede de cristal de carbono, "diz Bernhard C. Bayer do Instituto de Química de Materiais da TU Wien." Desse modo, os átomos de índio individuais permanecem estáveis ​​e ancorados em suas posições e não se agrupam, "continua Bayer, quem liderou a pesquisa. "O que torna a nova tecnologia particularmente empolgante é que os átomos de índio estão ancorados em uma forma de automontagem, se as condições de reação forem adequadas. Isso torna o processo potencialmente escalável, "acrescenta Kenan Elibol da Universidade de Viena e do Trinity College Dublin e primeiro autor do estudo.

p O processo, entretanto, também trouxe desafios que a equipe de pesquisa enfrentou com sucesso. Particularmente, a deposição de átomos individuais em superfícies de suporte sólido é difícil. Isso ocorre porque átomos individuais normalmente se afastam rapidamente de suas localizações e se agrupam para formar partículas maiores. A formação de tais partículas maiores nega as vantagens da catálise de átomo único.

p Mais testes a seguir

p Usando um microscópio eletrônico de alta resolução da Universidade de Viena, a equipe de pesquisa pôde observar os mecanismos de ancoragem de silício dos átomos individuais de índio. "Pudemos demonstrar, que a ancoragem dos átomos de índio depende de como as âncoras de silício estão ligadas à rede de cristal de carbono, "diz Toma Susi da Universidade de Viena, que elucidou ainda mais as estruturas de âncora por métodos computacionais modernos. "Essa ancoragem controlada e estável à temperatura ambiente de átomos individuais em superfícies sólidas ainda não foi relatada e abre perspectivas interessantes para aplicações catalíticas nos campos de energia e meio ambiente, "acrescenta Dominik Eder da TU Wien e especialista em catálise.

p Outros experimentos virão para que o método desenvolvido pelos pesquisadores vienenses também possa ser usado industrialmente:"Os átomos individuais colocados com o novo método agora serão testados em detalhes como catalisadores para várias reações químicas, "diz Bernhard C. Bayer.