ذرات با ابعاد کمتر از یک نانومتر واکنش‌پذیری بسیار بالایی دارند؛ از این رو، محققان ژاپنی راهبردی برای تولید این نوع کاتالیست‌ها ارائه کردند.
راهبردی برای تولید کاتالیست‌هایی با ابعاد ذرات کمتر از یک نانومتر
به‌دلیل کوچک بودن نانوذرات، این مواد کاربردهای متنوعی در زمینه‌های مختلف از پزشکی گرفته تا الکترونیک پیدا می‌کنند. اندازه کوچک آن‌ها به این مواد امکان واکنش‌پذیری و خاصیت نیمه‌رسانایی بالا را می‌دهد که در حالت توده‌ای این مواد فاقد این خواص هستند.
نانوذرات کوچک‌تر از یک نانومتر (SNP) به نانوذراتی گفته می‌شود که به‌دلیل قطر کمتر از یک نانومتر، از نانوذرات رایج نیز کوچک‌تر هستند، به طوری‌که تمام اتم‌های SNPها برای انجام واکنش در دسترس هستند. بنابراین انتظار می‌رود که SNPها عملکرد فوق‌العاده و فراتر از نانوذرات داشته باشند که این خاصیت به‌ویژه در کاتالیزورها و واکنش‌های صنعتی بیشتر نمایان است.
با این‌حال، آماده‌سازی SNP نیاز به کنترل دقیق اندازه و ترکیب هر ذره در مقیاس کمتر از یک نانومتر دارد که با استفاده از روش‌های تولید متداول رسیدن به این سطح از دقت میسر نیست.
برای غلبه بر این مشکل، محققان موسسه فناوری توکیو به رهبری تاکاماسا تسوکاموتو و همکارانش روش ترکیب اتمی موسوم به AHM را ارائه کردند که می‌تواند از روش‌های پیشین تولید SNP پیشی بگیرد.
با استفاده از این روش می‌توان به‌طور دقیق، ابعاد و ترکیب شیمیایی SNP را با استفاده از الگوی ماکرومولکولی به نام دندریمر فنیلازومتین طراحی کرد. با این‌کار فعالیت کاتالیستی محصول نهایی از کاتالیست‌های حاوی نانوذرات نیز بیشتر می‌شود.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در نشریه Angewandte Chemie International Edition به چاپ رسیده است.
این تیم، تحقیقات خود را یک گام به جلو برده و فعالیت شیمیایی آلیاژ SNP را از طریق AHM بررسی کردند. سوکاموتو از محققان این پروژه می‌گوید: «ما SNPهای تک‌فلزی، دوفلزی و سه‌فلزی ایجاد کردیم که همگی از عناصر مس، نقره و طلا تشکیل شده‌اند و سپس فعالیت کاتالیستی آن‌ها را بررسی کردیم.»
برخلاف نانوذرات مربوطه، SNP ایجاد شده پایدارتر و موثرتر بودند. علاوه‌بر این، SNPها حتی در شرایط ملایم‌تر در مقایسه با کاتالیزورهای معمولی فعالیت کردند.
در واقع اینSNP نسبت به کاتالیست‌های رایج در واکنش‌هایی با درجه حرارت کمتر و فشار پایین‌تر کار کرده و محصول پایدارتری ارائه می‌دهد.
