مطالعه نانوذرات با استفاده از بازوی روباتیک و میکروسکوپ الکترونی - وبلاگ خرید پستی

به گزارش وبلاگ خرید پستی، پژوهشگران برای مطالعه خواص کاتالیستی نانوذرات منفرد، آن ها را با استفاده از بازوی روباتیک و میکروسکوپ الکترونی مورد مطالعه قرار دادند.

به گزارش گروه فناوری وبلاگ خرید پستی، نانوذرات فاقد فلزات گرانبها می توانند به عنوان کاتالیزور های قدرتمند در آینده، برای فرآیند هایی نظیر فراوری هیدروژن استفاده شوند. برای بهینه سازی این کاتالیست ها، محققان باید بتوانند ویژگی های ذرات منفرد را تجزیه و تحلیل نمایند. پژوهشگران مرکز الکتروشیمی در دانشگاه رور بوخوم (RUB) و موسسه شیمی معدنی در دانشگاه دویزبورگ اسن (UDE) روش جدیدی برای این کار ارائه نموده اند.

پژوهشگران این پروژه با استفاده از بازوی رباتیک ذرات منفرد را زیر میکروسکوپ الکترونی انتخاب نموده و برای تجزیه و تحلیل الکتروشیمیایی آن ها را روی یک نانوالکترود قرار دادند. نتایج این پروژه در قالب مقاله ای در نشریه Angewandte Chemie به چاپ رسیده است.

در این پژوهش دانشمندان از ذرات اکسید کبالت به شکل شش ضلعی با قطر 180 تا 300 نانومتر استفاده کردند که تیم دویسبروگ اسن متشکل از پروفسور استفان شولز و ساسکا سدلر آن ها را سنتز نموده است. در این آزمایش، ذرات کاتالیست، واکنش فراوری اکسیژن را کاتالیز کردند. در طول الکترولیز آب، هیدروژن و اکسیژن تشکیل می گردد، در حالی که مرحله محدود نماینده در این فرآیند در حال حاضر واکنش جزئی است که در آن اکسیژن تشکیل می گردد. کاتالیزور های کارآمدتر در واکنش فراوری اکسیژن، بهره وری تجزیه مولکول آب به صورت الکتروشیمیایی را تسهیل می نمایند. قرار است کاتالیزور های نانوذرات در این امر یاری نمایند. از آنجا که فعالیت کاتالیزوری آن ها اغلب به اندازه یا شکل آن ها بستگی دارد، درک ویژگی های ذرات منفرد برای یافتن کاتالیزور های بهینه مهم است.

توماس کوست، هرشیتا باریک آیاپا، پاتریک وایلد، دکتر ین تینگ چن و ولفگانگ شومان ابتدا ذرات منتخب اکسید کبالت را به صورت میکروسکوپی و سپس الکتروشیمیایی تجزیه و تحلیل کردند.

شومان می گوید: با استفاده از یک بازوی رباتیک متحرک، ما می توانیم نانوذرات منفرد را در زیر میکروسکوپ الکترونی انتخاب کنیم. ذره انتخاب شده را روی یک الکترود کوچک قرار می دهیم تا مورد آزمایش قرار گیرد که می تواند به عنوان کاتالیزور استفاده گردد یا نه.

محققان سپس از روش های الکتروشیمیایی برای اندازه گیری فعالیت کاتالیزوری آن برای واکنش فراوری اکسیژن استفاده می نمایند.

با این روش شیمیدانان چندین ذره منفرد را تجزیه و تحلیل کردند. از آنجا که آن ها اندازه و جهت بلوری یک ذره را می دانستند، توانستند فعالیت کاتالیزوری را با تعداد اتم های کبالت مرتبط نمایند.