دانشمندان میگویند تحقیقات جدید در زمینه تنظیم دقیق شکل و اندازه نانوذرات میتواند به پیشرفتهای مهمی در علم کاتالیست منجر گردد. دو گروه مستقل از پژوهشگران نشان دادهاند که فعالیت کاتالیستی بلورهای کوچک پلاتین با کنترل دقیق شکل و اندازه آنها به میزان زیادی افزایش مییابد.
افزایش فعالیت نانوکاتالیستها با کنترل دقیق شکل و اندازهی آنها
دانشمندان میگویند تحقیقات جدید در زمینه تنظیم دقیق شکل و اندازه نانوذرات میتواند
به پیشرفتهای مهمی در علم کاتالیست منجر گردد. دو گروه مستقل از پژوهشگران نشان
دادهاند که فعالیت کاتالیستی بلورهای کوچک پلاتین با کنترل دقیق شکل و اندازه آنها
به میزان زیادی افزایش مییابد.
نانوذرات فلزی به علت بالا بون نسبت سطح به حجم، خواص کاتالیستی قدرتمندی از
خود نشان میدهند. ولی فعالیت کاتالیستی، به شکل ذرات نیز بستگی دارد. هماکنون
ماتیاس بالاوف و همکارانش در دانشگاه بایرئوت آلمان روشی را برای ایجاد بلورهای
پلاتین با اندازه ۲ تا ۵ نانومتر توسعه دادهاند. در مطالعه جداگانهای که بهوسیلهی
گروه پژوهشی در دانشگاه کالیفرنیا واقع در ریورساید آمریکا و دانشگاه لیون
فرانسه و به سرپرستی فرانسیسکو زائرا انجام شد، نانوبلورهای تتراهدرال با ابعاد
کوچک و مشابه ساخته شده و برای واکنش ایزومریزاسیون ترانس- سیس مورد استفاده
قرار گرفتند.
گروه بالاوف ساخت نانوبلورهای خود که به دانههای مهرهای پلیمری چسبیدهاند،
را از آلیاژ طلا- پلاتین آغاز کرده و از سیانید نیز برای استخراج طلا از آلیاژ
استفاده نمودند. بالاوف میگوید: “ این یک خوششانسی بود. اگر شما اتمهای طلا
را از این نانوآلیاژها بیرون بکشید، نانوبلورهای پلاتینِ خیلی زیبایی خواهید
داشت.”
وی میگوید این کشف مثال خوبی است برای اینکه چگونه اجسام در دنیای نانومتری
تفاوت کیفی با حالت تودهای خود دارند. زیرا فلزاتی مانند طلا و پلاتین در حالت
تودهای با یکدیگر مخلوط نمیشوند. این گروه از طلا برای تشکیل نانوآلیاژها
استفاده کردند زیرا به راحتی حل میشود. ولی بالاوف امیدوار است این پژوهش
دیگران را برای شروع مطالعات بر روی دیگر فلزات جدول تناوبی و سایر مخلوطهای
فلزی متفاوت ترغیب نماید.
این پژوهشگران فعالیت کاتالیست خود را با استفاده از واکنش مدل (احیای پی-
نیتروفنل) آزمایش نمودند. اما بالاوف فکر میکند که این نانوبلورها میتوانند
برای واکنشهای آلی دیگری که به لحاظ فنی دارای چالشهای بیشتری هستند مانند
واکنشهای جفتکننده که دو حلقه فنلی را به یکدیگر پیوند میدهد، نیز مورد
استفاده قرار گیرد.
متأسفانه بیشتر روشهایی که تاکنون برای ساخت نانوبلورهای تعریفشده ارائه
گردیده است، منجر به تولید ذراتی میشوند که خیلی بزرگ هستند. جالبتر اینکه
این روش استخراجی ساده بدون نیاز به کوچکترین میزان از مولکولهای فعال سطحی
یا پایدارکنندهها انجام میشود. بنابراین سطح نانوذرات از هر گونه مواد جاذب
قوی پاک میماند.
گروه پژوهشی زائرا، با استفاده از روشی که پیش از این گزارش نمودهاند،
نانوبلورهایی ایجاد کردهاند که خودبهخود و از پلاتین کلوئیدی روی سطح سیلیکون
آرایش مییابند. سپس آنها نشان دادند که این نانوبلورها بهصورت انتخابگر،
واکنش ایزومریزاسیون سیس به ترانس را در الفینها کاتالیز مینمایند. روشآنها
قابلیت استفاده از نانوذرات برای کاتالیزکردن دامنه گستردهای از واکنشهای
ایزومریزاسیون هیدروکربنها را افزایش میدهد.
نتایج گروه اول در مجلهی Science و نتایج گروه دوم در مجلهی Nature Materials
منتشر شدهاست.
