De kemiska grundämnena palladium (Pd) och rutenium (Ru) används båda separat i den kemiska industrin. Under en lång tid, forskare har trott att kombinationen av de två kan leda till förbättrade och nya egenskaper för industriella tillämpningar. Dock, de två elementen blandas inte lätt ihop för att bli ett enda material.

En studie publicerad i tidskriften Vetenskap och teknik för avancerade material granskade den senaste forskningen om tillverkning av Pd-Ru bimetalliska nanomaterial.

Tidig forskning från de senaste två decennierna visade att helt enkelt en kombination av Pd- och Ru-nanopartiklar ledde till en blandning med bättre egenskaper för industriella katalytiska ändamål än enbart något av de två elementen. Sedan dess, många grupper har rapporterat om nanopartiklar av Pd-Ru-legering. Genom att variera tillverkningsmetoderna och sammansättningarna av Pd och Ru, Pd-Ru nanomaterial med olika egenskaper uppstår som kan vara lämpliga i industriella tillämpningar.

År 2010, Hiroshi Kitagawa från Japans Kyoto-universitet och kollegor tillverkade en "fast lösningslegering" (som inbegriper tillägg av atomerna från ett element till det andras kristallina gitter i en högtemperaturreaktion) från två närliggande element till Pd i det periodiska systemet , silver (Ag) och rodium (Rh). Det resulterande materialet hade attraktiva egenskaper för industriella ändamål, inklusive förmågan att absorbera väte. Rh är viktig i en mängd olika reaktioner inom fordonsindustrin samt industriell avgasbehandling. Men det är knappt och dyrt. Framgången för Ag-Rh ledde laget att spekulera i att, på grund av deras likheter, att kombinera Pd och Ru till legerade nanopartiklar i fast lösning kan leda till ett material med liknande egenskaper, ger ett potentiellt alternativ till Rh.

Under 2014, teamet var först med att syntetisera Pd-Ru legerade nanopartiklar i fast lösning. De fann att Pd-Ru-nanopartiklarna hade högre katalytiska aktiviteter jämfört med Ru- eller Pd-nanopartiklar. På senare tid, de fann att dessa nanopartiklar var mycket aktiva i en katalytisk process som är viktig för att rena skadliga gaser från avgaser - till och med bättre än Rh -nanopartiklar.

Ytterligare forskning behövs för att förstå hur varierande storlek på bimetalliskt material påverkar dess fysikaliska och kemiska egenskaper. Till exempel, forskning har funnit att odling av mindre än fem ultratunna Pd-filmer på Ru gör att det resulterande materialet blir inert mot syre även om Pd självt är mycket reaktivt mot det. Teoretisk modellering kommer också att vara viktig för att förutsäga och förklara egenskaperna hos PdRu och andra nanomaterial, avslutar studien.