(Phys.org) -- En fysiker vid University of York har spelat en nyckelroll i internationell forskning som har gjort ett viktigt framsteg när det gäller att fastställa guldets katalytiska egenskaper på nanonivå.

Dr Keith McKenna var en del av ett forskargrupp som upptäckte att den katalytiska aktiviteten hos nanoporöst guld (NPG) härrör från höga koncentrationer av ytdefekter som finns i dess komplexa tredimensionella struktur.

Forskningen, som publiceras online i Nature Materials, har potential att hjälpa till med utvecklingen av mer effektiva och hållbara katalysatorer och bränsleceller eftersom nanoporöst guld är ett katalytiskt medel för att oxidera kolmonoxid.

Bulkguld – den sort som används i klockor och smycken – är inert men nanoporöst guld har hög katalytisk aktivitet mot oxidationsreaktioner. Forskargruppen, som också inkluderade forskare från Japan, Kina och USA, upptäckt, att denna aktivitet kan identifieras med ytdefekter som finns inom dess komplexa nanoporösa struktur. Medan nanoporöst guld uppvisar jämförbar aktivitet med nanopartikulärt guld, den är betydligt mer stabil vilket gör den attraktiv för utveckling av katalysatorer med hög prestanda och lång livslängd.

De skapade NPG genom att doppa en legering av guld och silver i en kemisk lösning som avlägsnade den senare metallen för att skapa en porös atomstruktur. Sedan, med hjälp av transmissionselektronmikroskopi, de kunde upptäcka bevis för att ytdefekterna på NPG var aktiva platser för katalys och det kvarvarande silver gjorde dem betydligt mer stabila.

Dr McKenna, vid institutionen för fysik vid University of York, sa:"Till skillnad från guld nanopartiklar, dealloyed NPG stöds inte så vi kan övervaka dess katalytiska aktivitet mer exakt. Vi fann att det finns många ytdefekter i den komplexa strukturen hos NPG som är ansvariga för den höga katalytiska aktiviteten.

"Detta arbete har gett oss en större förståelse för de katalytiska mekanismerna hos NPG som kommer, i tur och ordning, belysa mekanismerna för guldkatalys mer allmänt."