Notícies

Inici  >  Notícies > Investigadors de la UB quantifiquen la transferència electrònica en nanopartícules...

Investigadors de la UB quantifiquen la transferència electrònica en nanopartícules

La recerca mostra que l'efecte és més pronunciat per a les petites partícules que tenen al voltant de 50 àtoms. Imatge dissenyada per Sergey Kozlov i Oriol Lamiel

La recerca mostra que l'efecte és més pronunciat per a les petites partícules que tenen al voltant de 50 àtoms. Imatge dissenyada per Sergey Kozlov i Oriol Lamiel

21/12/2015

Recerca

La majoria dels productes tecnològics actuals incorporen nanopartícules de diferents materials, ja siguin en àmbits de producció o mediambientals. De fet, ja es poden trobar en els nous models de cèl·lules fotovoltaiques, en components electrònics avançats o en processos catalítics, entre d’altres.

Les propietats úniques de les nanopartícules es poden explotar, per exemple, per maximitzar l’eficiència i l’estalvi de recursos. Moltes d’aquestes propietats sorgeixen de les interaccions químiques amb el material de suport sobre el qual es col•loquen. Aquestes interaccions modi-fiquen l’estructura electrònica de les nanopartícules a causa de l’intercanvi d’electrons entre la partícula i el suport. Els grups de recerca dirigits pels investigadors Konstantin Neyman, professor ICREA de la Universitat de Barcelona, i Jörg Libuda, professor de la Universitat Friedrich-Alexander d’Erlangen-Nuremberg (Alemanya), han dut a terme un estudi que ha permès determinar per primera vegada la quantitat de càrrega que perd una nanopartícula de platí quan es diposita sobre un suport d’òxid típic. Aquest treball, publicat a la revista Nature Materials, representa un pas endavant cap al disseny racional de nanopartícules amb propietats confeccionades a mida.

Les interaccions entre nanopartícules i els seus suports han estat àmpliament estudiades per investigadors del camp de la nanociència. Durant les darreres dècades, s’ha establert que les propietats de les nanopartícules depenen de diferents factors, com ara la seva estructura atòmica i electrònica, la seva mida, i la interacció amb un suport. Tot i que la transferència de càrrega ja havia estat observada, la quantitat exacta de càrrega intercanviada i la seva relació amb la mida de partícula eren, fins ara, una incògnita.

L’equip internacional d’investigadors, finançat per la Unió Europea i provinents d’Alemanya, Espanya, Itàlia i la República Txeca, han mesurat la càrrega elèctrica intercanviada entre les partícules de metall i el material de suport. Per fer-ho, han preparat una superfície d’òxid neta i atòmicament ben definida, en el qual s’han col•locat nanopartícules de platí. Utilitzant un mètode de detecció d’alta sensibilitat al sincrotró Elettra de Trieste, els investigadors van ser capaços de quantificar per primera vegada la transferència electrònica.

Mitjançant l’estudi de partícules amb diferent nombre d’àtoms —des de desenes fins a centenars—, es va determinar el nombre d’electrons transferits, i es va demostrar que l'efecte és més pronunciat per a les petites partícules que contenen al voltant de cinquanta àtoms. L’efecte sobre aquestes partícules és sorprenentment gran: es perd, aproximadament, un electró per cada deu àtoms de metall quan la partícula està en contacte amb l’òxid. Amb l’ús de mètodes teòrics i de modelització computacional, els investigadors han pogut determinar com es pot controlar l’efecte, i adaptar així les propietats químiques segons l’aplicació prevista. Aquest nou coneixement hauria de permetre un ús més eficient de matèries primeres i recursos energètics, com ara en processos catalítics.

Referència de l'article

Y. Lykhach, S. M. Kozlov, T. Skála, A. Tovt, V. Stetsovych, N. Tsud, F. Dvořák, V. Johánek, A. Neitzel, J. Mysliveček, S. Fabris, V. Matolín, K. M. Neyman, J. Libuda. «Counting electrons on supported nanoparticles». Nature Materials, desembre de 2015. Doi: 10.1038/nmat4500

 

Comparteix-la a:
| Més |
  • Segueix-nos:
  • botó per accedir al facebook de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al twitter de la universitat de barcelona
  • botó per accedir a l'instagram de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al linkedin de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al youtube de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al google+ de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al flickr de la Universitat de Barcelona
Membre de: Reconeixement internacional de l'excel·lència HR Excellence in Research logo del ∞ - League of European Research Universities logo del bkc - campus excel·lència logo del health universitat de barcelona campus

© Universitat de Barcelona