Китайские ученые выяснили, как заставить медь исполнять все те же химические функции в катализаторах, что и золото, особым образом поменяв структуру ее электронных оболочек.
Как передает Median.Az со ссылкой на РИА Новости, методика «трансмутации» меди в благородные металлы была представлена в журнале Science Advances.
«Бомбардировка атомов меди при помощи аргоновой плазмы особым образом меняет их, «замораживая» в металлическом состоянии. Они перестают взаимодействовать с угарным газом и кислородом, и, в целом, ведут себя так, как это делают благородные металлы. В будущем, медь станет полноценной заменой для золота в катализе», – пишут ученые.
Золото, несмотря на его химическую инертность и небольшую доступность в природе, сегодня активно применяется в качестве основы для многих химических катализаторов, ускоряющих превращения разных типов органических молекул. К примеру, оно сегодня используется при формировании различных соединений спирта и похожих на него веществ.
Ученые достаточно давно пытаются заменить золото на более дешевые металлы и другие неорганические элементы, однако ни химикам, ни другим специалистам не удалось подобрать аналогичного вещества, которое бы хорошо сопротивлялось действию окислителей и при этом могло ускорять реакции.
Цзянь Сун (Jian Sun) из Института химической физики КАН в Даляне (Китай) и его коллеги выяснили, что аналогом золота, а также других благородных металлов, может стать обычная медь, экспериментируя с необычными подвидами этого вещества.
Сун и его коллеги достаточно давно изучали то, как меняется поведение и структура частиц из различных материалов, возникающих в результате «бомбардировки» пластин из этих веществ крайне разреженной и холодной плазмой. Анализируя итоги одного из таких опытов, китайские физики заметили, что эта процедура породила уникальные наночастицы из меди.
На их поверхности не возникают тонкие пленки из окиси, обычно возникающие при контакте «чистой» меди с воздухом, а сами кусочки металла перестали взаимодействовать с некоторыми агрессивными веществами, такими как «веселящий газ». В целом, их свойства напомнили ученым то, как ведут себя катализаторы на базе золота, что побудило их сравнить их свойства.
Как показали эти опыты, «обстрелянные» наночастицы меди действительно крайне неохотно расставались с электронами, что характерно для золота, и ускоряли все те же реакции, как и благородные металлы. При этом они не разрушались так же быстро, как и «обычные» катализаторы на базе меди, и сохраняли свои свойства на протяжении многих суток.
Подобная «трансмутация», как надеются ученые, позволит удешевить катализаторы и перенаправить золото на другие цели, к примеру, в производство электроники, где его нельзя заменить при помощи других металлов.
