Ученые получили пористую платину из наночастиц

Физики из Университета Корнелла разработали технологию, благодаря которой металлические наночастицы самоорганизуются в упорядоченные структуры. Образующийся пористый материал может быть использован как эффективный катализатор для топливных элементов, работающих на водороде, и некоторых промышленных процессов. Работа ученых опубликована в журнале Science.
Слева - компьютерная модель структуры
Слева - компьютерная модель структуры "пористой платины". Справа - фотография нового материала под электронным микроскопом. Фото авторов исследования.

Физики получили материал, состоящий из атомов платины, образующих регулярную структуру с шестиугольными порами размером около десяти нанометров - существенно шире, чем все, что удавалось создать до сих пор.

Суть технологии заключается в следующем: наночастицы металла диаметром около двух нанометров покрываются органическим материалом - лигандом. "Одетые" наночастицы металла помещали в раствор полимера, представляющего собой молекулярный каркас: он состоит из двух типов длинных цепей, которые соединяются друг с другом, образуя регулярные структуры. Покрытие наночастиц лигандом изменяет их поверхностные свойства и делает растворимыми в растворе полимера в высоких концентрациях. При смешивании наночастиц, покрытых лигирующим материалом, с полимером, они встраивались в его структуру. Таким образом ученые "заставляли" наночастицы расположиться в регулярном порядке.

На следующей стадии смесь полимера и наночастиц нагревали в отсутствии воздуха. В таких условиях молекулы полимера спекались в твердый каркас. Поверхность наночастиц металла имеет очень низкую температуру плавления, поэтому они также спекались вместе. Затем ученые продолжали нагрев смеси до более высоких температур, но уже в присутствии воздуха. При этом молекулы лиганда и полимерный каркас сгорали, и ученые получали наночастицы металла, организованные в регулярную структуру. С помощью созданной технологии ученые смогли получить куски "пористой платины" размером до полумиллиметра.

Авторы работы считают, что, используя новую технологию, можно получать регулярные структуры из различных металлов, а не только из платины. Ученые видят несколько возможных областей применения подобных материалов. Так, платина является одним из лучших катализаторов для водородных топливных элементов, а пористая структура позволяет увеличить эффективность ее использования и существенно сократить количество дорогого металла на один элемент. Поры образуют большую поверхность, на которой топливо может соприкасаться с платиной.





Интересные новости
Набагато ближче до будинку: вчені розкрили природу загадкового космічного сигналуНабагато ближче до будинку: вчені розкрили природу загадкового космічного сигналу
Марс впливає на нагрівання Землі – дослідженняМарс впливає на нагрівання Землі – дослідження
«Живе викопне»: вчені розповіли, яка тварина майже не змінилася з доісторичних часів«Живе викопне»: вчені розповіли, яка тварина майже не змінилася з доісторичних часів
Блок рекламы


Похожие новости

Ученые нашли в Гренландии «тайную» популяцию белых медведейУченые нашли в Гренландии «тайную» популяцию белых медведей
Ученые создали «наномашины», способные убивать ракУченые создали «наномашины», способные убивать рак
Ученые реконструировали облик богатой представительницы бронзового векаУченые реконструировали облик богатой представительницы бронзового века
Ученые нашли неожиданного древнейшего предка человекаУченые нашли неожиданного древнейшего предка человека
Виноват влюбленный неандерталец: ученые выяснили, откуда у людей возникает COVID-19Виноват влюбленный неандерталец: ученые выяснили, откуда у людей возникает COVID-19
Ученые создали «живую кожу» для роботовУченые создали «живую кожу» для роботов
Ученые нашли «спрятанный мир» водных существ в подледной реке в АнтарктидеУченые нашли «спрятанный мир» водных существ в подледной реке в Антарктиде
Ученые объяснили, почему на Земле не осталось гигантских животныхУченые объяснили, почему на Земле не осталось гигантских животных
Роботы почувствуют боль: ученые создают "кожу", передающую неприятные ощущенияРоботы почувствуют боль: ученые создают "кожу", передающую неприятные ощущения
Южный или Северный полюс: ученые назвали самое холодное место на ЗемлеЮжный или Северный полюс: ученые назвали самое холодное место на Земле
Последние новости

Подгружаем последние новости