На нанотехнології останнім часом сподівається не тільки мікроелектронна індустрія і біотехнології, а й енергетична галузь. Останні досягнення в області нанокаталіза дозволяють сподіватися на вдосконалення паливних елементів.
Матеріали, що містять біметалічні наночастинки, дуже привабливі для використання в різних технологічних галузях через їх унікальних каталітичних властивостей. Найбільш перспективні біметалічні сплави паладію і золота, які беруть участь в реакціях окислення двоокису вуглецю, що дуже затребуване в паливних елементах і інших галузях альтернативної енергетики.
Сплав золото-паладій має найбільшу каталітичну активність серед біметалів. Що цікаво, він має також найбільш впорядковану структуру: наночастинки золота формують центр, оточений паладієм. Однак створити такий упорядкований сплав досить важко традиційними методами хімії.
Але недавно вченим з Університету Делавера, університету єшиви і Брукхевен (Brookhaven, Yeshiva University, University of Delaware) вдалося розробити метод синтезу складних біметалевих нанокаталізатори.
«Більшість властивостей каталізатора і його ефективність безпосередньо залежить від його структури, - каже Вейган Хан (Weiqiang Han), дослідника з Центру Функціональних наноматеріалів в Брукхевене (Brookhaven's Center for Functional Nanomaterials), - Ми використовували багато технік, але прийшли до того, що з допомогою традиційних хімічних технік важко створити упорядкований біметалічний нанокаталізатор ».
В якості альтернативного методу вчені скористалися гальванічним нанесенням. Основна «рушійна сила» гальванічного нанесення - різниця потенціалів, що виникає між двома металами, один з яких виступає в ролі анода, а інший - катода. При цьому відбувається перенесення електронів від анода до катода.
Для того щоб створити сплав, вченим знадобилося помістити паладієві нанонити діаметром всього 2,5 нанометра в розчин толуолу, що містить хлорид золота. За вийшла гальванічної системою вчені спостерігали за допомогою електронної мікроскопії та установки розширеної рентгенівської дифракції (extended x-ray absorption fine structure - EXAFS).
«Установка EXAFS дуже допомогла нам у спостереженнях за формуванням біметалічного нанокаталізатори. Вона чутлива до змін структури та геометрії частинок розміром близько 3 нанометрів », - пояснює Анатолій Френкель (Anatoly Frenkel), один з дослідників.
Як вважають дослідники, гальванічне формування каталізаторів - дуже перспективна галузь розвитку нанохімії. Більш того, нанокаталізатори будуть застосовуватися в самих різних технологічних галузях - від енергетики до мікроелектроніки і аерокосмічної промисловості.