Forskere forestiller sig individuelle atomer i en levende katalytisk reaktion

Banebrydende ny elektronmikroskopiteknologi udviklet ved York JEOL Nanocentre ved University of York giver forskere mulighed for at observere og analysere enkeltatomer, små klynger og nanopartikler i dynamiske in situ-eksperimenter for første gang.

Det indflydelsesrige arbejde, der udføres i York, åbner slående nye muligheder for at observere og forstå atomernes rolle i reaktioner på mange områder inden for de fysiske videnskaber. Det har også vigtige konsekvenser for nye lægemidler og nye energikilder.

Indtil nu, at observere reagerende atomer har været svært. Når man studerer reaktionerne på katalysatoroverfladen, forskere skal normalt undersøge idealiserede systemer under vakuumforhold frem for at undersøge virkeligheden af ​​en industriel katalytisk proces i et gasmiljø.

Imidlertid, i en verden først, direktørerne for York JEOL Nanocentre, Professor Ed Boyes og professor Pratibha Gai, har udviklet atomopløsning in-situ aberrationskorrigeret miljøscanningstransmissionselektronmikroskopiteknologi (in-situ AC-ESTEM) til katalysatorreaktionsundersøgelser under realistiske reaktionsbetingelser.

Med den nye teknologi er det nu muligt at observere og analysere enkeltatomer, små klynger og nanopartikler i dynamiske in situ-eksperimenter med kontrollerede gasreaktionsmiljøer ved indledende driftstemperaturer på op til 500 ° C under forbigående reaktionsbetingelser.

Den sædvanlige forskning udført udelukkende på York JEOL Nanocentre - et stort langsigtet samarbejde mellem universitetets afdelinger for kemi, Fysik og elektronik, Den Europæiske Union, Yorkshire Forward og førende elektronoptikproducent JEOL - rapporteres i Annalen der Physik (Berlin).

Professor Gai, Meddirektør for York JEOL Nanocentre og professor i elektronmikroskopi med stole i Yorks afdelinger for kemi og fysik, sagde:"Vores forskning åbner spændende nye muligheder for at observere og studere reagerende atomer, de grundlæggende grundlæggende byggesten i stof, i mange reaktioner og er især vigtig for udviklingen af ​​nye lægemidler og nye energikilder. "

Teamet af York -forskere, som inkluderer Michael Ward og Dr. Leonardi Lari, har med succes afbildet individuelle platinatomer på carbonunderlag i en reagerende katalysator under kontrolleret atmosfære og temperaturforhold.

Professor Boyes, Meddirektør for York JEOL Nanocentre, med stole i Yorks afdelinger for fysik og elektronik, sagde:"Platin på kulstofunderstøtninger er vigtig i mange anvendelser i den kemiske industri, herunder i energikilder såsom brændselsceller og er et informativt modelsystem mere generelt."

Arbejdet blev finansieret af Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC).