Små metallnanopartiklar används som katalysatorer i många reaktioner, från förädling av kemikalier till framställning av polymerer och biobränslen. Hur väl dessa nanopartiklar fungerar som katalysatorer för dessa reaktioner beror på vilken av deras kristallytor som exponeras.

Men tidigare försök att designa dessa nanopartiklar genom att ändra form har misslyckats eftersom strukturerna är instabila och kommer att återgå till sin jämviktsform.

Nu, forskare vid Northwestern University Institute for Catalysis in Energy Processing har upptäckt en ny strategi för tillverkning av metallnanopartiklar i katalysatorer som lovar att öka selektiviteten och utbytet för ett brett spektrum av strukturkänsliga katalytiska reaktioner. Laget, ledd av Laurence D. Marks, professor i materialvetenskap och teknik vid McCormick School of Engineering and Applied Science, upptäckte att de kunde designa nanopartiklar genom att utforma partikelns stödstruktur.

"Istället för att försöka konstruera nanopartiklarna, vi har konstruerat substratet som nanopartikeln sitter på, "Marks sa." Det förändrar vad ansikten avslöjas. "Deras resultat publicerades i februari i tidningen Nano bokstäver .

Denna lösning var lite av en upptäckt:teamet skapade nanopartikelprover, upptäckte att de inte ändrade form (som termodynamikens lagar fick tidigare utformade nanopartiklar att göra), sedan bestämmer jag mig för hur det fungerar. Det visar sig att epitaxy - förhållandet mellan atomernas position i nanopartikeln och atomernas position på substratet - var viktigare att utforma än man tidigare trott.

Teamet testar för närvarande nanopartiklarna i en katalytisk reaktor, och tidiga resultat ser lovande ut, Säger Marks. Nanopartiklarna verkar vara tillräckligt stabila för att överleva hårda krav på långvarig användning som katalysatorer.

"Det öppnar dörren för att designa bättre katalysatorer, "Marks sa." Denna metod kan användas med en mängd olika metallnanopartiklar. Det är en ny strategi, och det kan få mycket stor inverkan. "