Pesquisadores revelam maneiras de ajustar nanopartículas e delinear futuras áreas de estudo
Resumo gráfico. Crédito:Ilya Chepkasov A procura por fontes de energia renováveis está em constante crescimento, alimentando o desenvolvimento de tecnologias de base catalítica. Ao separar e formar ligações químicas, estas tecnologias podem ser utilizadas para produzir energia amiga do ambiente.
Nas últimas décadas, os pesquisadores têm estudado ativamente como as nanopartículas core-shell podem melhorar o desempenho de sistemas catalíticos, que utilizam principalmente catalisadores metálicos que aceleram reações químicas.
Pesquisadores da Skoltech analisaram as últimas conquistas na síntese de partículas núcleo-invólucro, métodos de pesquisa, técnicas para ajustar suas propriedades e também identificaram as áreas mais promissoras para pesquisas futuras. Uma grande revisão foi publicada em Nanoscale .
Partículas bimetálicas core-shell são nanopartículas que variam em tamanho de 1 a 100 nanômetros. Seu núcleo e casca consistem em metais diferentes. As nanopartículas, ao contrário das partículas comuns, possuem características únicas que permitem a sua utilização activa no diagnóstico do cancro, na criação de dispositivos electrónicos compactos, na concepção de painéis solares e em muitos outros campos.
"Fizemos uma grande revisão onde mostramos como as propriedades das nanopartículas podem ser ajustadas experimentalmente. A revisão cobre artigos dos últimos 3 a 4 anos. Os métodos de síntese e pesquisa de nanomateriais estão em constante evolução, então agora quase todos os átomos podem ser observadas ao microscópio, bem como as camadas de diferentes metais em tais partículas. A pesquisa demonstrou que a atividade catalítica das partículas pode ser influenciada por mudanças no número de camadas metálicas", disse Ilya Chepkasov, principal autor do estudo. estudo e pesquisador sênior do Centro de Transição de Energia da Skoltech.
Os autores identificaram vários problemas aos quais desejam prestar atenção em estudos futuros. O problema de descobrir a composição das superfícies das partículas núcleo-invólucro torna mais desafiador compreender a relação entre sua estrutura e propriedades. Para melhorar a síntese de partículas bimetálicas de núcleo e casca, é fundamental descobrir a composição de sua superfície.
A equipe destacou ainda que o estudo dos nanomateriais exige novos métodos teóricos para prever as propriedades de compostos que ainda não foram estudados experimentalmente e nem sequer foram sintetizados.
Uma das maneiras mais eficazes de fazer isso é usar os avanços modernos no campo da inteligência artificial, por exemplo, modelos de aprendizado de máquina baseados e sem descritores para prever as propriedades necessárias. Redes neurais de grafos podem ser utilizadas para decodificar a estrutura atômica de uma nanopartícula e determinar as relações entre sua estrutura e propriedades.
“Nossa revisão não é apenas uma descrição sistemática de estudos anteriores, é uma análise de dados obtidos anteriormente e uma discussão detalhada de áreas promissoras que identificamos com base nesses dados. novos métodos preditivos baseados em IA Eles ajudarão a determinar com rapidez e precisão as propriedades desejadas das futuras nanopartículas que podem ser usadas como catalisadores para vários processos químicos", disse Alexander Kvashnin, coautor do estudo e professor da Energy. Centro de Transição na Skoltech.
