Trójwymiarowa kataliza oparta na klastrach
Katalizatory są niezbędne dla ogromnej liczby reakcji stosowanych w przemyśle. Te związki chemiczne zbliżają do siebie cząsteczki, przyspieszając reakcje i wydajność tworzenia produktu, ale samemu nie ulegając zużyciu w wyniku tych reakcji. Dzięki temu mogą być używane wielokrotnie. Czasem z powodu braku selektywności w reakcji powstają dodatkowe produkty, inne niż docelowe. Produkty te muszą zostać odfiltrowane lub oczyszczone, co pogarsza ogólną wydajność reakcji. Nowe modelowe katalizatory wymagają testów w warunkach rzeczywistych reakcji, aby można było ocenić ich skuteczność. Cel ten osiągnięto dzięki środkom unijnym przeznaczonym na realizację projektu "Nanoengineering of model catalysts based on supported, size-selected nanoclusters" (CLUSTERCAT). Naukowcy stworzyli nowe trójwymiarowe katalizatory nanoklastrowe i skorelowali ich strukturę i funkcję dzięki wykorzystaniu zaawansowanych technik doświadczalnych i analitycznych. Wielkość klastrów precyzyjnie kontrolowano przy pomocy radiowego rozpylania magnetronowego. Następnie unieruchomione płaszczyznowe nanoklastry rozdrobiono, aby uzyskać klastrowe proszki. Naukowcy zbadali ich strukturę ich funkcje oraz skorelowali oba te aspekty przy pomocy zaawansowanych technik. Po raz pierwszy wykorzystano potencjał chemiczny proszkowych nanoklastrów o wyselekcjonowanych rozmiarach przy pomocy wysokociśnieniowych reaktorów chemicznych. Uczestnicy projektu CLUSTERCAT stworzyli nowe, ściśle kontrolowane modelowe klastrowe proszki katalityczne wykazujące reaktywność zależną od rozmiaru i selektywność w realistycznych warunkach reakcji. Te nanostrukturalne katalizatory mogą otworzyć drogę do powstania dalszych energooszczędnych i niedrogich procesów chemicznych na potrzeby sektora energetycznego, farmaceutycznego czy ochrony środowiska.
