超级粒子：良好邻居在催化中的重要性

邻近的催化合作。首先，在膨胀的纳米管中分离了许多纳米颗粒。然后研究人员使用光来测量它们在氧气和一氧化碳成为二氧化碳的过程中彼此影响的方式。该研究的长期目标是找到资源有效的“邻域协作”，在尽可能多的颗粒同时催化活性。

你受到邻居的影响吗？催化剂中的纳米颗粒是纳米颗粒。查尔莫斯的新研究，在期刊科学进步和自然通信中发表，揭示了最近的邻居如何确定纳米粒子在催化剂中的工作程度如何。

“该研究的长期目标是能够识别”超级颗粒“，以在未来促进更有效的催化剂。为了利用比今天更好的资源，我们还希望尽可能多的颗粒在查尔莫特理工大学物理系中的研究领导者Christoph anghammer表示，我们也希望尽可能多地参与催化反应。

“我们现在所表明的是，在反应期间，颗粒的氧化状态可以受其最近邻居的动态影响。因此，希望在催化剂优化睦邻合作的帮助下，我们可以节省资源，“Chalmers系的物理系教授Christoph Langhammer说。

想象一大群邻居聚集在一起清洁公共庭院。他们设定了他们的工作，每个都有助于小组的努力。唯一的问题是，不是每个人都同样活跃。虽然一些努力和有效地工作，但其他人漫步，聊天，聊天和喝咖啡。如果你只看过最终结果，那么很难知道谁在最多工作，谁只是放松。要确定，您还需要全天监控每个人。这同样适用于催化剂中金属纳米颗粒的活性。

研究哪些粒子做什么，以及何时

在催化剂内部几种颗粒会影响反应的有效性。人群中的一些颗粒是有效的，而其他颗粒则无效。但颗粒通常隐藏在不同的“毛孔”内，就像海绵一样，因此难以研究。

为了能够看到Chalmers技术大学的研究人员在催化剂孔隙内部发生了什么，孤立在透明玻璃纳米管中的一些铜颗粒。当几个聚集在小型气体管道中，可以研究哪些粒子在真实条件下做什么，以及何时。

管中发生的是颗粒与流入气体混合物与氧气和一氧化碳的流入。当这些物质在铜颗粒表面上彼此反应时，形成二氧化碳。在汽车的催化转化器中纯化废气，除了有铂，钯和铑颗粒之外，通常用于分解有毒一氧化碳，而不是铜的反应是相同的反应。但这些金属昂贵且稀缺，因此研究人员正在寻找更多资源有效的替代品。

“铜可以是氧化一氧化碳的有趣候选者。挑战是铜在反应过程中具有改变自身的趋势，并且我们需要能够测量铜颗粒在催化剂内最活跃时的氧化态。用我们的纳米反应器模仿真实催化剂内的孔，现在将是可能的，“Chalmers物理系的博士后研究人员David Albinsson和最近发表于科学进展和自然通信的第一个作者的第一作者。

“铜可以是氧化一氧化碳的有趣候选者。挑战是铜在反应过程中具有改变自身的趋势，并且我们需要能够测量铜颗粒在催化剂内最活跃时的氧化态。用我们的纳米反应器模仿真实催化剂内的孔，现在将是可能的，“Chalmers物理系的博士后研究人员David Albinsson和最近发表于科学进展和自然通信的第一个作者的第一作者。

优化的邻居合作可以节省资源

任何看到旧铜屋顶或雕像的人都将认识到红棕色金属在与空气和污染物接触后的方式很快变为绿色。催化剂中的铜颗粒发生类似的物质。因此，让他们以有效的方式共同努力。

“我们现在所表明的是，在反应期间，颗粒的氧化状态可以受其最近邻居的动态影响。因此，希望在催化剂优化睦邻合作的帮助下，我们可以节省资源，“Chalmers系的物理系教授Christoph Langhammer说。

参考：

“Outmando条件下的铜催化 - 通过David Albinsson，Astrid Boje，Sara Nilsson，Christopher Tiburski，Anders Hellman，HenrikStröm和Christoph Langhammer，192020年9月24日，自然通信。 DOI：
10.1038 / S41467-020-18623-1

Operando检测单纳米粒子活性动力学在模型孔隙催化剂材料内由David Albinsson，Stephan Bartling，Sara Nilsson，HenrikStröm，Joachim Fritzsche和Christoph Langhammer，1920年6月19日，科学推进.DO：
10.1126 / sciadv.aba7678