بنابر گزارش محققان هلندی، روش جدید مشاهده کاتالیزورها هنگام کارکرد می‌تواند دید جدیدی از نحوه فعالیت آنها ایجاد نماید. این گروه پژوهشی از میکروسکوپ اشعه ایکس برای مطالعه واکنش کاتالیزوری فیشر–تروپش درون یک محفظه واکنش خاص استفاده نمودند.
کشف راز کاتالیزورها با استفاده از میکروسکوپ
بنابر گزارش محققان هلندی، روش جدید مشاهده کاتالیزورها هنگام کارکرد می‌تواند دید جدیدی از نحوه فعالیت آنها ایجاد نماید. این گروه پژوهشی از میکروسکوپ اشعه ایکس برای مطالعه واکنش کاتالیزوری فیشر–تروپش درون یک محفظه واکنش خاص استفاده نموده و بیان نمودند که این فناوری می‌تواند درک دانشمندان از نحوه فعالیت کاتالیزورها را افزایش داده و منجر به طراحی کاتالیزورهای بهتر شود.
کاتالیزورهای جامد در سطح وسیعی در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته و تولید بسیاری از ترکیبات مهم را تسریع می‌نمایند. این کاتالیزورها به طور معمول از نانوذرات فلز یا اکسید فلز تشکیل می‌شوند که به سطح یک پایه جامد با مساحت سطحی بالا متصل شده‌اند.
به هرحال، کاتالیزورها در حین واکنش دچار تغییرات پیچیده ساختاری و شیمیایی می‌شوند؛ بنابراین نگاه مستقیم به کاتالیزورهای در حال واکنش می‌تواند نکات مهمی برای بهبود کارایی آنها در اختیار محققان قرار دهد. اما انجام این کار در دما و فشار مورد استفاده در صنعت تاکنون بسیار دشوار بوده است.
حال گروهی از محققان به رهبری فرانک دگروت و برت وکهویسن در دانشگاه اوترخت هلند با همکاری آزمایشگاه ملی لورنس برکلی آمریکا با استفاده از یک محفظه واکنش کوچک به این مهم دست یافته‌اند.بنابر گفته محققان این برای اولین بار است که کاتالیزورهای ناهمگن در حال کار در مقیاس نانو مورد بررسی قرار می‌گیرند.
در راکتور طراحی شده توسط این گروه پژوهشی، واکنش میان دو پنجره صورت می‌گیرد که تنها ده نانومتر ضخامت دارند (این پنجره‌ها به وسیله حکاکی ایجاد شده‌اند). در این سیستم، اشعه ایکس از درون واکنش عبور کرده و به یک دتکتور می‌رسد؛ بدین ترتیب تصاویر لحظه‌ای از واکنش در حال انجام حاصل می‌شود. مقداری از انرژی اشعه ایکس توسط کاتالیزور، واکنشگرها، و محصولات جذب می‌شود. مقدار دقیق انرژی جذب شده نشان‌دهنده ترکیب شیمیایی است. این گروه تحقیقاتی توانستند سطح کاتالیزور را با تفکیک‌پذیری ۴۰ نانومتر روبش نمایند.
دگروت می‌گوید: «این کار شانس بررسی تغییرات شیمیایی را که در حین واکنش در سطح کاتالیزور اتفاق می‌افتد، به ما می‌دهد». او خاطر نشان می‌سازد که تفکیک‌پذیری این روش به حدی است که می‌توان تک‌تک ذرات کاتالیزور را بررسی کرد.
یکی از واکنش‌هایی که توسط این گروه بررسی شد، واکنش فیشر-تروپش بود. در این واکنش از کاتالیزور جامد اکسید آهن که روی سیلیکا تثبیت شده است، برای تبدیل مونوکسید کربن و هیدروژن به هیدروکرین‌های مایعی که می‌توانند به عنوان سوخت مصرف شوند، استفاده می‌شود.
