Lors du dépôt d'une coque de silice sur des nanoparticules de Ni, ils sont gravés, oxydé, et noyé dans la silice, qui stabilise la structure lors de l'oxydation et de la réduction. Crédit :Brian Lynch. Reproduit avec la permission de la Royal Society of Chemistry.
Des chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord et de l'Air Force Research Laboratory ont découvert qu'une technique conçue pour enrober des nanoparticules de nickel avec des coques de silice fragmente en fait le matériau - créant un petit noyau de nickel oxydé entouré de satellites plus petits intégrés dans une coque de silice. Le résultat surprenant peut s'avérer utile en augmentant la surface de nickel disponible pour catalyser des réactions chimiques.
« Le nickel est remarquable pour ses applications répandues en catalyse, " dit Joe Tracy, professeur agrégé de science et d'ingénierie des matériaux à l'État de Caroline du Nord et auteur correspondant d'un article sur le travail. "L'une des raisons pour lesquelles vous voudriez enrober des nanoparticules de nickel dans de la silice poreuse est de les intégrer dans un substrat neutre pour maintenir leur efficacité en tant que catalyseurs dans les réactions chimiques. Ainsi, le fait que ce processus puisse augmenter leur surface en même temps pourrait s'avérer être bénéfique."
Les chercheurs ont utilisé une approche largement utilisée appelée microémulsion inverse, ou micelle inversée, pour appliquer un revêtement de silice sur des nanoparticules de nickel d'environ 27 nanomètres (nm) de diamètre. Mais ils ont découvert que la technique aboutit à un noyau de nickel oxydé de 7 nm de diamètre, entouré de satellites en nickel oxydé de seulement 2 nm de diamètre – le tout enfermé dans une coquille de silice de 30 nm de diamètre.
"Au début, nous pensions que nous avions fait une erreur, mais nous avons pu reproduire le résultat maintes et maintes fois, " dit Brian Lynch, un doctorat étudiant à NC State et auteur principal d'un article sur le travail.
"Lorsqu'il est oxydé et réduit à haute température, nous avons constaté que les nanoparticules de nickel du noyau et du satellite ne changeaient pas significativement de taille ou de forme, suggérant qu'ils fonctionneraient bien dans les environnements nécessaires pour catalyser des réactions chimiques, " dit Tracy.
"C'était une découverte inattendue, mais nous sommes satisfaits du résultat."
Le papier, "Synthèse et transformation chimique de nanoparticules de Ni noyées dans la silice, " est publié dans la revue Nanoéchelle .
