De minuscules nanoparticules métalliques sont utilisées comme catalyseurs dans de nombreuses réactions, du raffinage des produits chimiques à la production de polymères et de biocarburants. Les performances de ces nanoparticules en tant que catalyseurs de ces réactions dépendent de la surface exposée de leurs faces cristallines.

Mais les tentatives précédentes pour concevoir ces nanoparticules en changeant leur forme ont échoué car les structures sont instables et reviendront à leur forme d'équilibre.

Maintenant, des chercheurs de l'Institute for Catalysis in Energy Processing de la Northwestern University ont découvert une nouvelle stratégie de fabrication de nanoparticules métalliques dans des catalyseurs qui promet d'améliorer la sélectivité et le rendement d'un large éventail de réactions catalytiques sensibles à la structure. L'équipe, dirigé par Laurence D. Marks, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à la McCormick School of Engineering and Applied Science, découvert qu'ils pouvaient concevoir des nanoparticules en concevant la structure de support de la particule.

"Au lieu d'essayer de concevoir les nanoparticules, nous avons conçu le substrat sur lequel repose la nanoparticule, " a déclaré Marks. " Cela change les visages exposés. " Leurs résultats ont été publiés en février dans le journal Lettres nano .

Cette solution était un peu une découverte :l'équipe a créé les échantillons de nanoparticules, découvert qu'ils ne changeaient pas de forme (comme les lois de la thermodynamique faisaient changer les nanoparticules conçues précédemment), puis je me suis mis à comprendre comment cela fonctionnait. Il s'avère que l'épitaxie - la relation entre la position des atomes dans la nanoparticule et la position des atomes sur le substrat - était plus importante à concevoir qu'on ne le pensait auparavant.

L'équipe teste actuellement les nanoparticules dans un réacteur catalytique, et les premiers résultats semblent prometteurs, dit Marques. Les nanoparticules semblent être suffisamment stables pour survivre aux rigueurs d'une utilisation à long terme comme catalyseurs.

"Cela ouvre la porte à la conception de meilleurs catalyseurs, " Marks a déclaré. "Cette méthode pourrait être utilisée avec une variété de nanoparticules métalliques différentes. C'est une nouvelle stratégie, et cela pourrait avoir un très gros impact."