Student World

Zlaté struktury se v oblasti nanotechnologií uplatňují jednak přímo, jednak jako účinný katalyzátor chemických přeměn. Vědci z Georgia Institute of Technology pod vedením profesora Uziho Landmana nyní přišli na způsob, jak katalytické účinky zlatých clusterů efektivně modifikovat.

Klíčovou roli v metodě hraje oxid hořečnatý, který je v podobě tenkého filmu nanesen na substrát (jako ten byl použit molybden). Vlastnosti zlatého clusteru se pak mění podle toho, zda přijde to kontaktu s tímto filmem. Například jedna ze zlatých nanočástic, pyramida složená ze 20 atomů, se při kontaktu s tímto filmem „zboří“ do rovinné struktury a k filmu přilne. Navíc nejde pouze o přepínání mezi dvěma stavy. Změna tloušťky vrstvy oxidu hořečnatého (která se pohybuje v řádu 1 nanometru) umožňuje přepínat tvar zlatých clusterů i do dalších geometrií. Další možností, jak měnit vlastnosti zlatých částic, je pak vytváření poruch ve filmu MgO – například způsobit, že na některých místech budou scházet atomy kyslíku; taková porucha pak navázané zlaté částici dodá elektrický náboj. Řízení pouze změnou tloušťky filmu je ale podstatně jednodušší.
Tým z Georgia Institute of Technology se výzkumem zabývá již od roku 1999 a během té doby prověřoval katalytické schopnosti zlatých struktur složených z 8 až 24 atomů, které mají oproti „obyčejnému“ zlatu řadu nových schopností. Katalytické účinky zlatých nanostruktur byly testovány například na přeměně směsi oxidu uhelnatého a kyslíku na oxid uhličitý, přičemž reakce v tomto případě probíhala znatelnou rychlostí už za nízké teploty. Pokud reakce probíhá na povrchu zlaté částice, dojde totiž nejprve k oslabení vazby mezi atomy v molekule kyslíku, což ji činí reaktivnější (starší výkladový obrázek reakce CO s O2 viz http://www.gatech.edu/news-room/release.php?id=506; zborcení zlaté pyramidy na filmu z oxidu hořečnatého viz http://www.physorg.com/news74268459.html).

Připraveno ve spolupráci se serverem Gold4You, http://www.gold4you.cz

autor