بزرگنمايي:

سرزمين ايرانيان- طي سال‌هاي اخير، علاقه محققان به سوي کاتاليست‌هاي پلاسمونيک جلب شده‌است، کاتاليست‌هايي که مي‌توانند از انرژي خورشيدي براي انجام واکنش‌هاي شيميايي استفاده کنند. با اين حال، بهترين مواد براي جذب نور فوتون خورشيد باز هم کارايي لازم براي انجام فرآيند کاتاليستي را ندارند.

اخيراً محققان آمريکايي موفق به ارائه نانوذراتي شدند که داراي هسته پلاسمونيک بوده و قادر به جذب نور خورشيد هستند. اطراف اين هسته را يک لايه خارجي پوشانده است که قابليت انجام فرآيند کاتاليستي را دارد.

اين گروه تحقيقاتي نشان دادند که نانوذرات هسته‌اي - پوسته‌اي که آن‌ها ايجاد کردند را مي‌توان براي انجام فرآيند حياتي پيل‌هاي سوختي به کار برد. اين گروه معتقدند که اين نوع ساختارها با کمي تغيير مي‌توانند براي انجام واکنش‌هاي ديگر به کار روند.

کاتاليست‌هاي رايج با استفاده از جهت‌دهي انرژي گرمايي کار مي‌کنند. آن‌ها معمولاً انرژي دريافتي را براي سست کردن يک پيوند و کاهش انرژي اکتيواسيون به کار مي‌برند.

در کاتاليست‌هاي پلاسمونيک، فوتون از طريق برهم‌کنش پلاسمونيک جذب شده و الکترون‌هاي پرانرژي توليد مي‌شوند؛ الکترون‌هايي که قادر به سوق دادن واکنش ويژه‌اي هستند. متاسفانه فلزاتي نظير نقره و طلا که برهم‌کنش پلاسمونيک قوي دارند، براي بسياري از واکنش‌ها کاتاليست‌هاي خوبي نيستند. فلزاتي نظير پالاديم و پلاتين که کاتاليست‌هاي خوبي هستند، برهم‌کنش پلاسمونيک ضعيفي با نور مرئي دارند.

اين گروه تحقيقاتي ساختار هسته‌اي - پوسته‌اي ايجاد کردند که در آن ذره نقره با قطر 75 نانومتر توسط يک لايه از پلاتين به قطر1 نانومتر محاط شده‌است.

اين گروه نشان دادند که ذرات نقره که معمولاً فوتون‌ها را پراش مي‌دهند، در اين ساختار موفق به جذب بخش عمده‌اي از نور شدند و الکترون حفره زيادي در پوسته پلاتين ايجاد کرد. اين ساختار مي‌تواند به‌صورت انتخابي اکسيد شدن منواکسيد کربن را در پيل‌هاي سوختي کاتاليز کند.

در حضور نقره خالص، ترکيب گازها بايد تا دماي بيش از 200 درجه سانتيگراد گرم شود، اما با اين کاتاليست دماي فرآيند به 130 درجه کاهش مي‌يابد.