Платиновая корона и танец молекул: как газы меняют структуру материала

Исследователи из Токийского столичного университета разобрались, как водород и угарный газ прилипают к твердым материалам, содержащим платину и золото в форме короны.

Они изучили вещество [PtAu₈ (PPh₃)₈]-H[PMo₁₂O₄₀] (сокращенно PtAu₈-PMo₁₂) и выяснили, что размер крошечных пустот в структуре сильно влияет на то, как газы взаимодействуют с материалом. Это открытие важно для создания новых датчиков и систем разделения газов.

Результаты опубликованы в издании Nanoscale.

Металлические кластеры (группы атомов металлов, окруженные лигандами) — это крутая штука для химиков. Они ведут себя не так, как обычные металлы, и могут быть полезны, например, для ускорения производства водорода. Ученые решили изучить, как газы взаимодействуют с такими кластерами.

Команда профессора Сейджи Ямазоэ исследовала структуру, где один атом платины окружен восемью атомами золота — это и есть «корона». Вся конструкция была защищена лигандами и встроена в кристаллическую решетку. Ученые хотели понять, как этот материал взаимодействует с газами.

Они провели эксперименты с водородом и угарным газом, используя рентгеновские измерения каждые 0,1 секунды. Оказалось:

• Водород и угарный газ связываются с платиной, изменяя структуру материала.
• Водород «прилипает» быстрее и обратимо, а угарный газ — медленнее и необратимо.
• Водород легче проходит через узкие каналы в материале из-за своего маленького размера.
• Угарный газ так сильно связывается с платиной, что деформирует структуру, создавая «чашу» внутри „короны“.

Это исследование — часть большой работы по изучению того, как материалы можно «перепрограммировать». Ученые подчеркивают: чтобы понять, как газы взаимодействуют с твердыми телами, важно изучать, как они движутся через пустоты в структуре.

Ранее ученые выяснили, что водород может быть сверхпроводником.

09.02.2025