Les réactions solide-liquide-gaz sont courantes dans divers phénomènes naturels et applications industrielles, telles que les réactions de pile à combustible hydrogène-oxygène, la catalyse hétérogène et la corrosion des métaux dans les environnements ambiants. Cependant, le transport de gaz dans le liquide et les réactions suivantes aux interfaces triphasées ne sont pas bien compris.

Une équipe de recherche conjointe dirigée par le professeur Chen Jige de l'Institut de recherche avancée de Shanghai (SARI) de l'Académie chinoise des sciences a rapporté une observation en temps réel de la progression accélérée de la gravure solide-liquide-gaz des nanotiges d'or en introduisant des nanobulles de gaz. Ils ont découvert que le mécanisme microscopique sous-jacent dépendait de l'épaisseur de la couche liquide.

Les résultats ont été publiés dans Nature Materials .

La microscopie électronique à transmission à cellule liquide (TEM) permet l'observation en temps réel de la gravure accélérée de nanotiges d'or avec des nanobulles d'oxygène dans de l'acide bromhydrique aqueux.

Les chercheurs ont découvert que lorsqu'une nanobulle d'oxygène se trouvait à proximité d'une nanotige en dessous de la distance critique (~1 nm), la vitesse de gravure locale était considérablement améliorée de plus d'un ordre de grandeur.

Les résultats de la simulation de dynamique moléculaire ont révélé que la forte interaction attractive de van der Waals entre le nanobâtonnet d'or et les molécules d'oxygène régissait le transport de l'oxygène à travers la fine couche liquide et conduisait ainsi à une vitesse de gravure améliorée.

Cette étude met en lumière la conception rationnelle des réactions solide-liquide-gaz pour des activités améliorées et fournit une approche prometteuse pour modifier la vitesse de réaction solide-liquide-gaz. + Explorer plus loin

Mécanisme d'activation de l'oxygène sur les matériaux pérovskites contenant du baryum