查尔莫斯理工大学 催化睦邻合作
首先，许多铜纳米粒子被隔离在一个充满气体的纳米管中
研究人员然后用光来测量它们在氧气和一氧化碳变成二氧化碳的过程中是如何相互影响的
这项研究的长期目标是找到一种资源高效的“邻里协作”，让尽可能多的粒子同时具有催化活性
学分:大卫·阿尔文松/查尔莫斯理工大学 你受邻居影响了吗？催化剂中的纳米粒子也是如此
发表在《科学进步》和《自然通讯》杂志上的瑞典查尔莫斯理工大学的新研究揭示了最近邻是如何决定纳米粒子在催化剂中的表现的
“这项研究的长期目标是能够识别超级粒子，为未来更高效的催化剂做出贡献
为了比现在更好地利用资源，我们还希望尽可能多的粒子同时积极参与催化反应，”查尔莫斯理工大学物理系的研究负责人克里斯托夫·朗哈默说
想象一下，一大群邻居聚在一起打扫公共庭院
他们开始工作，每个人都为集体努力做出贡献
唯一的问题是，不是每个人都同样积极
当一些人努力高效地工作时，另一些人则四处闲逛、聊天、喝咖啡
如果只看最终结果，很难知道谁工作的最多，谁单纯的放松
要确定这一点，你需要全天监控每个人
这同样适用于催化剂中金属纳米粒子的活性
通过睦邻合作寻找更有效的催化剂 在催化剂内部，几个粒子会影响反应的效率
人群中的一些粒子是有效的，而另一些是无效的
但是这些粒子通常隐藏在不同的“孔”中，很像海绵，因此很难研究
为了能够看到催化剂孔内到底发生了什么，查尔莫斯理工大学的研究人员在透明的玻璃纳米管中分离出了一些铜粒子
当几个粒子聚集在充满气体的小管道中时，就有可能研究在真实条件下哪些粒子做什么，什么时候做
在管中，颗粒与氧气和一氧化碳的流入气体混合物接触
当这些物质在铜颗粒表面相互反应时，就形成了二氧化碳
在汽车的催化转化器中净化废气时，也会发生同样的反应，只是在那里，铂、钯和铑的颗粒通常被用来分解有毒的一氧化碳，而不是铜
但是这些金属既昂贵又稀缺，所以研究人员正在寻找更节约资源的替代品
“铜可能是氧化一氧化碳的一个有趣的候选者
挑战在于铜在反应过程中有改变自身的趋势，我们需要能够测量铜颗粒在催化剂中最活跃时的氧化状态
查尔莫斯大学物理系博士后研究员、最近发表在《科学进展》和《自然通讯》上的两篇科学文章的第一作者大卫·阿尔文松说:“有了我们的纳米反应器，它模拟了真正催化剂内部的孔隙，现在这将成为可能。”
任何看过旧铜屋顶或雕像的人都会意识到这种红棕色金属在接触空气和污染物后会很快变绿
催化剂中的铜颗粒也会发生类似的情况
因此，重要的是让他们以有效的方式合作
“我们现在已经表明，在反应过程中，粒子的氧化态可以受到其最近邻居的动态影响
查尔莫斯大学物理系教授克里斯托夫·朗哈默说:“因此，我们希望最终能够在催化剂的帮助下，通过优化的睦邻合作来节约资源。”
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