При органическом синтезе ключевую роль играют отдельные атомы металла-катализатора, а не его наночастицы. Об этом сообщает пресс-служба РНФ.
Катализаторы — это химические вещества, которые влияют на реакцию, но не принимают в ней участие. При синтезе многих органических соединений применяются металлические катализаторы, зачастую — в форме наночастиц. При этом ученым не до конца ясно, как именно катализатор взаимодействует с разными веществами и какими свойствами должен обладать.
Специалисты Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН нашли способ проследить за отдельной наночастицей катализатора во время реакции. Для этого им пришел совместить набор методов: три способа получения микроскопических изображений, масс-спектрометрию и машинное обучение, чтобы автоматически следить за одним и тем же участком катализатора. Опыты проводились с наночастицами палладия на углеродной подложке — стандартного набора для синтеза органических веществ для фармакологии.
Эксперимент показал, что, помимо наночастиц палладия, в системе присутствуют и отдельные атомы, и кластеры из нескольких атомов металла. Разработанный российскими учеными уникальный метод открыл, что в двух реакциях кросс-сочетания (когда связь формируется между двумя атомами углерода разных соединений) количество отдельных поверхностных атомов палладия уменьшается, тогда как наночастицы остаются на поверхности катализатора. Более того, разница в каталитической активности наночастиц и отдельных атомов отличается на порядки — в итоге работа всего катализатора на 99% обусловлена отдельными атомами палладия, который составляют 1% от общей массы катализатора.
Оставшиеся после реакции наночастицы меняют форму, сглаживаются, а между ними образуются «мостки». В результате может образоваться крупный кусок материала с низкой каталитической активность, что плохо для реакции.
Ранее астрономы раскрыли секрет кометного хвоста у астероида Фаэтон.