Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Ученые узнали, как аморфные наночастицы меняют катализ
Исследовательская группа из Сколтеха и Хакасского государственного университета под руководством лауреата Научной премии Сбера, профессора Сколтеха, доктора физико-математических наук Александра Квашнина, изучила, как наночастицы иридия и палладия могут изменять свойства катализаторов при небольшой деградации и переходе в аморфное состояние.
Результаты опубликованы в Journal of Catalysis — они помогают лучше понять, как устроены важные катализаторы для реакций выделения кислорода и водорода, а также реакции восстановления кислорода.
Переход от микро- к наночастицам приводит к большим изменениям физических и химических свойств материала. В наночастицах количество атомов на поверхности и в объёме частицы практически не отличается. Благодаря этому в частицах наибольшее влияние на свойства оказывают квантовые эффекты — они описываются законами квантовой физики. Наночастицы находят своё применение практически везде — в системах доставки лекарств, LED-экранах, химических удобрениях и так далее.
«Наносплавы палладия и иридия считаются важными катализаторами для многих органических реакций. Они также используются при окислении угарного газа. Важно понимать, что происходит с частицами на атомарном уровне, потому что в реальном эксперименте сложно определить, какой состав поверхности у этих биметаллических наночастиц, образуют ли они оболочку на своей поверхности, какой тип оболочки выгоднее с точки зрения энергии», — прокомментировал работу профессор Проектного центра по энергопереходу Александр Квашнин.
Геометрическая структура имеет решающее значение для понимания каталитических свойств нанокатализаторов. В исследовании авторы рассмотрели наночастицы иридия и палладия типа «ядро-оболочка» с различным химическим порядком: ядро — иридий, оболочка — палладий и наоборот, а также сплава иридия и палладия. В работе изучили влияние состава, типа структуры (кристаллическая или аморфная) и локального атомного окружения наночастиц диаметром 2 нм на электронные свойства и распределение заряда.
«У наночастиц температура плавления значительно ниже, чем у объёмного материала палладия или иридия. Если каталитическая реакция проходит при высоких температурах, то частицы могут плавиться, то есть превращаться из кристаллической структуры в аморфную. Большинство исследований сосредоточено на изучении свойств кристаллических структур. Наша идея была в том, чтобы посмотреть, как изменятся свойства катализатора, если частица перейдёт в аморфное состояние», — добавил первый автор работы, старший научный сотрудник Проектного центра по энергопереходу Илья Чепкасов.
Авторы пришли к выводу, что тип наночастицы иридия и палладия, а также толщина оболочки по отношению к ядру существенно влияют на поверхностный заряд. Наночастицы, в которых ядро иридия покрыто оболочкой палладия, содержат значительный избыток электронов, перетекающих из ядра на поверхность, образуя отрицательный заряд на ней. В то же время тип структуры наночастиц — кристаллическая или аморфная — практически не влияет на поверхностный заряд.
Telegram 
Дзен 
VK Микробиологи вырастили неизвестный ранее вид Асгард-архей из гиперсоленых микробных матов и впервые сделали 3D-снимки их прямого физического контакта с симбиотическими бактериями. Анализ томограмм показал встречное структурное движение: археи формируют сложную сеть из нитей и отпочковывающихся мембранных пузырьков, а бактерии прокладывают к этой сети прямые белковые нанотрубки. Визуализация подтверждает гипотезу о том, что эукариотические клетки возникли в результате тесного физического и метаболического переплетения двух микроорганизмов.
Энтомологи сравнили устойчивость коммерческих и диких гибридных медоносных пчел к главному паразиту ульев — клещу варроа. Полевые и лабораторные тесты показали, что гибриды заражаются в пять раз реже, поскольку их личинки не нравятся паразитам. Пчела-гибрид выживает без регулярных химических обработок и, что важно для пчеловодов, сохраняет миролюбивый характер.
Научное сообщество подходит к созданию квантовых компьютеров с разных сторон. В этой гонке технологий даже нежелательный эффект, сопровождающий еще ненайденную частицу, может стать частью вычислительной логики.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно