محققان آلمانی راهبردی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان یک نانوذره کاتالیستی را به‌صورت منفرد مورد مطالعه قرار داده و در تمام طول چرخه عمر کاتالیستی، نانوذره را بررسی کرد.
راهبردی برای مطالعه نانوذرات منفرد در یک کاتالیست
نانوذرات می‌توانند در کاتالیست‌ها به شکل‌های مختلف استفاده شوند. محققان نیاز دارند تا دریابند که هر ذره در کاتالیست دقیقا چه خاصیت و نقشی ایفا می‌کند. در حال حاضر نانومواد مختلفی در حوزه کاتالیست مورد بررسی قرار گرفته است اما مشکل اینجا است که اگر مواد مختلف با هم ترکیب شوند تاثیر آن‌ها روی هم باید بررسی شود.
یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه بوخوم آلمان با همکاری پژوهشگرانی از دانشگاه دویسبرگ اسن و دانشگاه مونیخ روشی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان نانوذرات منفرد را پیش از انجام واکنش کاتالیست، در حین انجام و بعد از واکنش کاتالیستی مورد بررسی قرار داد.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در نشریه Angewandte Chemie به چاپ رسیده است.
ولفگانگ شوهمان مدیر بخش علوم الکتروشیمی می‌گوید: «برای درک بهتر فعالیت‌های کاتالیستی نانوذرات، ما باید چگونگی ساختار و ترکیب شیمیایی آن‌ها را بررسی کنیم. برای همین است که ما به دنبال روشی بودیم که یک ذره را بررسی کنیم.»
این گروه تحقیقاتی یک نانوذره کاتالیستی را روی نوک نانوالکترود کربنی قرار دادند و از آن برای واکنش کاتالیستی استفاده نمودند. برخلاف روش‌های پیشین، در این روش محققان می‌توانند کل چرخه عمر نانوذرات را مورد بررسی قرار دهند.
در قدم اول محققان نانوالکترود کربنی را به‌گونه‌ای توسعه دادند که بتوان نانوذره را روی آن تثبیت کرد. سپس آن را درون یک محلول قرار داده تا واکنش شیمیایی انجام شود، در این محلول اجزاء سازنده ذره کاتالیستی وجود دارد. در ادامه اجزاء مختلف با هم ترکیب شده و ذره‌ای متفاوت ایجاد می‌شود که حاوی کبالت و مواد آلی است که در ساختار به‌صورت یکنواخت توزیع شده‌اند. بعد از تشکیل نانوذره، به آن حرارت داده می‌شود تا ترکیبات آلی تجزیه شده و نانوذره کبالت باقی بماند.
در ادامه این نانوذره برای انجام واکنش تولید اکسیژن از آب مورداستفاده قرار گرفت. با این روش محققان موفق شدند تا نقش شکل و ترکیب شیمیایی نانوذره را در فعالیت کاتالیست بررسی کرده و بدون تداخل با دیگر ذرات، چرخه عمر ذره را مطالعه کنند.
