Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea han descubierto que una técnica diseñada para recubrir nanopartículas de níquel con capas de sílice en realidad fragmenta el material, creando un pequeño núcleo de níquel oxidado rodeado de satélites más pequeños incrustados en una capa de sílice.El sorprendente resultado puede resultar útil al aumentar el área de superficie de níquel disponible para catalizar reacciones químicas.
"El níquel es notable por sus aplicaciones generalizadas en catálisis", dice Joe Tracy, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales en NC State y autor correspondiente de un artículo sobre el trabajo. "Una razón por la que querría recubrir nanopartículas de níquelen sílice porosa es incrustarlos en un sustrato neutro para mantener su eficiencia como catalizadores en reacciones químicas. Por lo tanto, el hecho de que este proceso podría aumentar su área de superficie al mismo tiempo podría ser beneficioso ".
Los investigadores emplearon un enfoque ampliamente utilizado llamado microemulsión inversa, o micela inversa, para aplicar un recubrimiento de sílice a las nanopartículas de níquel que tenían aproximadamente 27 nanómetros nm de diámetro. Pero descubrieron que la técnica da como resultado un núcleo de níquel oxidado que era7 nm de diámetro, rodeado de satélites de níquel oxidado de solo 2 nm de diámetro, todo encerrado en una carcasa de sílice de 30 nm de diámetro.
"Al principio pensamos que habíamos cometido un error, pero pudimos reproducir el resultado una y otra vez", dice Brian Lynch, estudiante de doctorado en NC State y autor principal de un artículo sobre el trabajo.
"Cuando se oxidaron y redujeron a altas temperaturas, descubrimos que las nanopartículas de níquel de núcleo y satélite no cambiaban significativamente de tamaño o forma, lo que sugiere que funcionarían bien en los entornos necesarios para catalizar reacciones químicas", dice Tracy.
"Este fue un descubrimiento inesperado, pero estamos contentos con cómo resultó".
El artículo, "Síntesis y transformación química de nanopartículas de Ni incrustadas en sílice", se publica en la revista nanoescala . El documento fue escrito por Bryan Anderson, un ex estudiante de doctorado en el estado de Carolina del Norte, y Joshua Kennedy del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea. El trabajo se realizó con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias, bajo las subvenciones CBET-1605699 y DMR-1056653; la Dirección de Materiales y Fabricación del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea, y la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea, bajo la subvención 16RXCOR324.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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