Các nhà khoa học xây dựng nền tảng nguyên tử đơn ổn định cho xúc tác thế hệ tiếp theo

Các nhà khoa học từ Ý, Nhật Bản và Thụy Sĩ đã phát triển một phương pháp đột phá để tạo ra các chất xúc tác đơn nguyên tử ổn định hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ trên mức phòng, vượt qua những thách thức lâu dài về sự kết tụ nguyên tử và việc đặt chính xác. Sử dụng tổng hợp trên bề mặt được hướng dẫn bởi kính hiển vi dò quét với độ phân giải nguyên tử, nhóm nghiên cứu đã chế tạo các polyme hữu cơ một chiều với các phần mở rộng bên theo chu kỳ được thiết kế để neo giữ các nguyên tử kim loại tại các vị trí phối hợp đồng nhất. Thiết kế này mô phỏng các vị trí hoạt động của enzyme, đảm bảo mỗi nguyên tử kim loại luôn tiếp xúc với các chất phản ứng để đạt hiệu quả xúc tác tối đa, điều mà vật liệu khối hay các cụm nguyên tử không thể đạt được. Nền tảng này có tính tùy biến cao, cho phép tích hợp các kim loại và ligand khác nhau tùy theo phản ứng mong muốn. Các nghiên cứu lý thuyết cho thấy các nguyên tử đơn gắn trên polyme này có khả năng liên kết mạnh hơn đáng kể với các khí công nghiệp quan trọng như CO, O₂ và H₂ so với các chất xúc tác truyền thống, tăng cường tính phản ứng và cho phép kiểm soát chính xác hơn các trung gian phản ứng. Tiến bộ này đặc biệt hứa hẹn cho các ứng dụng như chuyển đổi CO₂, có thể giúp các quy trình hóa học trở nên sạch hơn và hiệu quả hơn. Nghiên cứu được công bố trên Nature Communications, nghiên cứu không...