Ученые получили пористую платину из наночастиц

Слева - компьютерная модель структуры "пористой платины". Справа - фотография нового материала под электронным микроскопом. Фото авторов исследования.

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.

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.

Обсудить
Наука и техника
 — 
13:52 21 февраля 2017
Александр Шестаков

«В развитии главное — масштаб цели»

Интервью с ректором ЮУрГУ Александром Шестаковым о науке, образовании и развитии
Мило ДжукановичИнтриги Черной Горы
Зачем Подгорица обвиняет Москву в попытке переворота
Real estate magnate Donald Trump waves as he leaves a Greater Nashua Chamber of Commerce business expo at the Radisson Hotel in Nashua, New Hampshire, May 11, 2011. Trump suggested Wednesday it's not much fun flirting with the idea of running for president in the face of relentless attacks and ridicule. REUTERS/Don Himsel/Pool (UNITED STATES - Tags: POLITICS)Прощание с иллюзией
Почему Трамп не мог оправдать надежд на нормализацию отношений с Россией
Самый лучший президент
Американские историки составили список наиболее успешных руководителей страны
Виталий ЧуркинМаэстро дипломатии
Накануне своего дня рождения скончался постпред России при ООН Виталий Чуркин
Закат Запада
В Мюнхене самые влиятельные политики мира похоронили старый мировой порядок
Без ствола
Российские власти сокращают число владельцев гражданского оружия
Тир во время чумы
Как тренировка в стрелковом клубе обернулась смертью инструктора и ученика
Недостаток ресурсов при избытке амбиций
Что не так с индийской системой закупок оружия
Научили родину бомбить
Как отец воспитал из сына-подростка боевика «Джабхат ан-Нусры»
Орхан Памук«Ни одна жизнь не достойна романа»
Орхан Памук о современной Турции и противостоянии Востока и Запада
Pierre et Gilles, Sainte Marie MacKillop (Kylie Minogue), 1995, Collection privée (c) Pierre et GillesГолубо-розовое
Транссексуалы, проститутки и панки в латексе на снимках гей-пары Пьера и Жиля
Смерть вождя
Роли, по которым мы запомним Алексея Петренко
Дэвид Алмонд«Вырасти — это понять, что родители были неправы»
Дэвид Алмонд о том, как опасно быть взрослым
Гудбай, Берлин
Десять лучших фильмов главного фестиваля зимы
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды