ساخت نانوراکتوری که ثبات بالایی دارد

محققان با الهام از ساختار غشای سلولی، راهبردی برای سنتز نانوراکتور ارائه کردند که در آن از استرین‌های بین سطحی به عنوان نیروی محرکه برای خم کردن نانوورق‌های بسیار نازک استفاده شده است تا این نانوورق‌ها به ساختارهای کروی شکل در آیند. در ضمن، این الکتروکاتالیست با ساختار وزیکولار، فعالیت HOR و ثبات عالی را از خود نشان می‌دهد. این پروژه به رهبری دکتر شیائوکینگ هوانگ از آزمایشگاه شیمی فیزیکی و سطوح جامد دانشکده شیمی و مهندسی شیمی دانشگاه Xiamen و دکتر چی شائو از دانشکده شیمی و مهندسی شیمی و علم‌مواد دانشگاه Soochow با یکدیگر همکاری کردند.

برای مطالعه مکانیسم تشکیل نانوذرات RhRu، مورفولوژی و ترکیبات واسطه‌ واکنش از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری اسکن میدان تاریک با زاویه بالا (HAADF-STEM) و طیف‌سنجی انرژی پراکندگی X در TEM (TEM-EDS) استفاده شد.

نتایج بررسی‌ها نشان داد که نانوورق‌های Rh در مراحل اولیه شکل می‌گیرد و بعد به تدریج این ورق‌های نازک در امتداد جهت جانبی رشد می‌کنند. با گذشت زمان و انجام واکنش، عنصر Ru به تدریج کاهش یافت و نانوذرات شروع به خم شدن برای تشکیل یک ساختار کاسه مانند کردند. با طولانی شدن زمان واکنش، ساختار کاسه مانند به تدریج یک ساختار وزیکول را تشکیل می‌دهد.

محققان نتیجه می‌گیرند که افزودن اتم‌های Ru نقش مهمی در رشد پیچش این ساختار دارد. در همین حال، محاسبات تئوری عملکردی چگالی (DFT) نشان می‌دهد که اتم‌های Ru به صورت ترمودینامیکی باعث ایجاد پیچ ​​و خم می‌شوند.

با توجه به ساختار وزیکولی منحصر به فرد آن، نانوراکتور RhRu فعالیت اکسیداسیون هیدروژن عالی (HOR) و ثبات بالایی را نشان می‌دهد.

نتایج این کار نشان می‌دهد که طراحی ساختارهای جدید توسط راهبرد تقلید از طبیعت امکان‌پذیر است که می‌تواند در سنتز زیستی توجه دانشمندان زیادی را به خود جلب کند.

به نقل از ستاد نانو، نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای در مجله National Science Review منتشر شده است.