به‌گزارش ستاد ویژه‌ِ توسعه‌ی فناوری نانو به‌نقل از «نانوورک» (NanoWerk) به‌نقل از نشریه‌ی «ساینس اکسپرس» (Science Express)، با بهره‌گیری از یک سیستم طیف‌نمایی مدرن در چشمه‌ی نوری پیشرفته‌ی آزمایشگاه مذکور، این گروه برای نخستین‌‌بار مشاهده کردند که نانوذره‌های تشکیل‌یافته از دو فلز کاتالیستی، ترکیب خود را در حضور واکنش‌کننده‌های مختلف تغییر می‌دهند.

تاکنون دانشمندان مجبور بودند به عکس‌هایی که قبل و بعد از یک واکنش از کاتالیست‌های نانومقیاس گرفته می‌شد اعتماد کنند و این‌کار در حین انجام واکنش غیرممکن بود؛ در حالی که مهم‌ترین بخش چنین بررسی‌ای، مشاهده‌ی چگونگی تغییرشکل یک کاتالیست در حین انجام یک واکنش است.

بنا به اظهار «میگوئل سالمرون» (Miquel Salmeron) و «گابور سومورجای» (Gabor Somorjai) از «آزمایشگاه لاورنس‌ برکلی»‌ (Berkley Lab) ـ که این تحقیق را انجام داده‌اند ـ پنجره‌ی جدیدی - که اخیراً به‌سوی شیمی نانومقیاس باز شده‌ است - می‌تواند به‌ساخت کاتالیست‌های کارامدتر، داشتن آسمانی پاک‌تر و اتلاف صنعتی پایین‌تر منجر شود.

به این شکل می‌توان کاتالیست‌هایی ساخت که در زندگی روزمره همانند واکنش‌های جداکننده‌ی آلاینده‌های سمی استفاده شوند، «پیل‌های سوختی هیدروژنی» را تغذیه کرده یا روش‌های تصفیه سوخت را پی‌ریزی کنند.

هم‌چنین می‌توان به‌روند ساخت کاتالیست‌هایی - که تمام فراورده‌های واکنش به‌جز محصول مورد‌نیاز را نابود می‌کنند (شیمی سبز) - سرعت بخشید.

«میگوئل سالمرون» (Miquel Salmeron) در این‌باره گفت:

«به‌وسیله‌ی این تحقیق می‌توانیم برای نخستین‌‌بار ببینیم که در حین واکنش (نه قبل و بعد از آن) کاتالیست چه روندی را طی می‌کند».

در این راه، «گابور سومورجای» (Gabor Somorjai) با استفاده از روش‌های موجود در آزمایشگاهش، ذره‌های نانومقیاسی ساخت که برخی از آن‌ها از «رودیوم» و «پالادیوم» و سایر ذره‌ها از «پلاتین» و «پالادیوم» ساخته شده بودند.

سپس این محققان به‌منظور تشخیص چگونگی تغییر این کاتالیست‌های دوفلزه در حضور واکنش‌کننده‌ها به‌سراغ یکی از چند دستگاه طیف‌سنجی پیشرفته‌ی موجود در دنیا رفتند.

این دستگاه پیشرفته به دانشمندان امکان می‌دهد تا رخدادهای کاتالیستی و زیستی را در محیط طبیعی آن‌ها ـ که غالباً دارای فشارهای معمولی و شامل مواد شیمیایی مختلف است ـ مطالعه کنند.

این ابزار را که «میگوئل سالمرون» (Miquel Salmeron) و همکارانش ساخته‌اند در چشمه‌ی نوری پیشرفته‌ی «آزمایشگاه لاورنس ‌برکلی»‌ (Berkley Lab) قرار دارد.

این محققان نانوذره‌های دوفلزه را درمعرض گازهای مختلفی چون: «اکسید نیتروژن»، «مونوکسید کربن» و «هیدروژن» قرار داده و با استفاده از این سیستم توانسته‌اند نانوذره‌های دوفلزه را در حین بازسازی خود مشاهده کنند.

در حضور برخی از واکنش‌کننده‌ها، «رودیوم» به روی سطحِ یک ذره آمده و در حضور سایر واکنش‌کننده‌ها، «پالادیوم» به روی سطح می‌آمد.

«گابور سومورجای» (Gabor Somorjai) در این‌باره گفت:

«مشاهده کردیم که متناسب با نوع گاز، فلزهای مختلفی بر روی سطح یک کاتالیست قرار می‌گیرند. سطح یک کاتالیست بخشی از آن است که واکنش‌های شیمیای را راه‌اندازی می‌کند و به‌همین دلیل تمام تفاوت‌هایی که در رفتار شیمیایی کاتالیست مذکور وجود دارد از این پدیده نشأت می‌گیرد».

به‌کمک این اطلاعات، دانشمندان قادر به ساخت کاتالیست‌های نانوذره‌ای و واکنش‌کننده‌هایی خواهند بود که برای تولید مواد مختلفی مانند: بنزین و یا پاک‌سازی آلاینده‌ها بیش‌ترین بازده را دارا باشند.

«گابور سومورجای» (Gabor Somorjai) و «میگوئل سالمرون» (Miquel Salmeron) قصد دارند تا در گام بعدی، چگونگی تغییر شکل کاتالیست‌ها را در هنگام یک واکنش مشاهده کنند.

شناسایی این تغییرها، اهمیتی معادل با اطلاعات حاصله در این تحقیق (یعنی تشخیص تغییر در ترکیب کاتالیست) دارد.

«گابور سومورجای» (Gabor Somorjai) افزود:

«با مشاهده‌ی تغییر کاتالیست‌ها در دنیای واقعی می‌توانیم کاتالیست‌های هوشمندی طراحی کنیم که به بهترین شکل در هنگام انجام یک واکنش تغییر کنند».