پژوهشگران در فنلاند می‌گویند که طلا می‌تواند یک واکنش اکسیداسیون را با اکسید کردن خودش کاتالیز کند. نتایج پژوهش این دانشمندان در زمینه فاز اکسید- طلا در دمای اتاق و فشار محیط به درک نهایی مکانیسم‌های اکسیداسیون نانوخوشه‌های طلای کاتالیستی در این شرایط، کمک می‌کند.
مکانیسم اکسیداسیون در نانوخوشه‌های طلا آشکار شد
پژوهشگران در فنلاند می‌گویند که طلا می‌تواند
یک واکنش اکسیداسیون را با اکسید کردن خودش کاتالیز کند. نتایج پژوهش این
دانشمندان در زمینه فاز اکسید- طلا در دمای اتاق و فشار محیط به درک نهایی
مکانیسم‌های اکسیداسیون نانوخوشه‌های طلای کاتالیستی در این شرایط، کمک می‌کند.
کارولینا هانکالا از دانشگاه جیواسکیلا و یکی از این محققان می‌گوید: بسیار
ضروری است که ما بتوانیم کاتالیست‌های اکسیداسیونی طراحی کنیم که بتوانند
اکسیژن هوا را در فرآیندهای واکنشی استفاده کند. کاتالیست‌هایی که در
دماهای محیط عمل می‌کنند، بواسطه صرفه‌جویی انرژی بسیار مهم هستند.
این محققان با مطالعات محاسباتی نشان داده‌اند که نانوخوشه‌های طلای قرار
گرفته روی یک پایه می‌توانند با تشکیل فاز اکسید- طلای یک بعدی جدیدی در
مرز خوشه، بطور کامل به پیوند O-O شکسته شود. آنها پیش‌بینی کردند که در
شرایط محیطی دمای اتاق و فشار یک اتمسفر این مکانیسم حکمفرما باشد.
در این مطالعه، محققان نانوخوشه‌های طلا را
در معرض تعداد متغییری از مولکول‌های اکسیژن قرار دادند. آنها متوجه شدند
که حتی یک نانوخوشه طلا نیز می‌تواند چندین مولکول اکسیژن را در مرزهای
خوشه به طور موثری جذب کند و در همان زمان پیوند O-O را با انتقال الکترون‌ها
به مولکول اکسیژن بکِشد و ضعیف کند. این دانشمندان با بررسی اثرات دما و
فشار محیط در محاسبات خود، پیش‌بینی کردند که مولکول‌های اکسیژن بطور کامل
شکسته می‌شوند و اتم‌های طلا و اکسیژن زنجیرهای متناوب یک بعدی در مرز خوشه
تشکیل می‌دهند (شکل را ببینید). در این زنجیرها اتم‌های اکسیژن دارای بار
منفی و اتم‌های طلا دارای بار مثبت هستند و در مجموع سیستمی ایجاد می‌کنند
که نشان‌دهنده یک زنجیر اکسید- طلای یک بعدی است. انتظار می‌رود که این
زنجیرها در تبدیل مونواکسیدکربن به دی‌اکسیدکربن در دمای اتاق، بخش بسیار
فعال از نظر کاتالیستی باشند.
این گروه تحقیقاتی که شامل پنتی فروندلیوس و هانو هاکینن نیز بود، خوشه های
طلای نازکی با ۲۰ تا ۳۰ اتم را را مطالعه کرد. این خوشه‌ها روی فیلم‌‌های
نازکی از اکسید منیزیوم که روی فلز نقره رشد داده شده بودند، قرار داشتند.
هاکینن می‌گوید: این مطالعه راهی برای درک مکانیسم‌های اکسیداسیون در
نانوخوشه‌های طلا را به ما ارائه می‌کند. تشکیل اکسید طلا که ناشی از
اکسیداسیون طلا است، مغایر با خواص شناخته شده‌ی فلز طلای توده‌ای است.
اگرچه به نظر می‌رسد که در مقیاس نانو هر چیزی امکان‌پذیر می‌باشد.
جزئیات این مطالعه در مجله‌ی Angewandte Chemie منتشر شده است.
