Fuldt funktionel nano-snemand har applikationer til at give grønnere energi

Forskere ved University of Birmingham har fanget dannelsen af ​​en platinbelagt nanopartikel, der har en slående lighed med en festlig snemand. Udover at give lidt julehygge, den fuldt funktionelle 'nano-snemand' har applikationer til at give grønnere energi og til fremskridt inden for medicinsk behandling.

På kun fem nanometer i størrelse, nano-snemanden blev afbildet med et aberrationskorrigeret scanningstransmissionselektronmikroskop ved Nanoscale Physics, Chemistry and Engineering Research Laboratory ved University of Birmingham.

Det blev uventet dannet af en selvsamlet platin-titanium nanopartikel, som blev oxideret i luft, og har øjne, næse og en mund' dannet af ædelmetal platin klynger indlejret i en titanium dioxid flade.

På trods af dets festlige udseende, nano-snemanden udfører en seriøs funktion med at katalysere spaltningen af ​​vand for at lave grøn brint til brændselsceller. I denne funktionalitet demonstrerer nanopartiklerne, hvordan inklusion af titaniumatomer til en platinkatalysatorpartikel har sine fordele.

Platin er yderst funktionel til at udføre kemiske transformationer, hvilket gør det til et eftertragtet metal til videnskabelig brug. Det er også dyrt og i kritisk udbud. Derfor, nano-snemanden demonstrerer hvordan, ved at inkludere titanium atomer, mængden af ​​nødvendig platin reduceres, og det eksisterende platin, der anvendes, er beskyttet mod sintring (aggregering af nanopartiklerne).

Professor Richard Palmer, leder af universitetets Nanoscale Physics Research Lab – det første center for nanovidenskab i Storbritannien – fører an inden for forskning i nanopartikelvidenskab og forklarer, hvordan denne information har stor interesse for energi- og farmaceutiske industrier:

"Ved at kombinere titanium og platin atomer i en nanopartikel, vi kan reducere behovet for at bruge sjælden og dyr platin, og også vedligeholde det, vi har brugt. Dette kan påvirke en række applikationer, hvor platin bruges, såsom at skabe grøn brint til renere energiforbrug; generering af lavenergielektroner i strålebehandling, der kan dræbe kræftceller; og at udføre kemiske transformationer for at skabe farmaceutiske produkter."

Saeed Gholhaki, en af ​​forskerne, der opdagede snemanden, siger:

"I nanoregimet er atomer byggestenene i strukturer i nanoskala. Disse byggesten kan danne vidunderlige former og strukturer reguleret af naturlovene. Nanovidenskab handler om at forstå fysikken bag, og dermed kontrollere disse fænomener, i sidste ende giver os mulighed for at designe materialer med ønskede egenskaber. Nogle gange er byggestenene, i dette tilfælde platinkerner, kan samles på en interessant måde for at ligne velkendte genstande som ansigtet på en snemand!"