Contrôler les processus d'oxydation pertinents dans le secteur industriel
De nombreux processus importants impliquent des réactions d'oxydation – de l'oxydation du glucose dans les cellules pour fournir de l'énergie aux processus d'oxydation catalytique pour les piles à combustible. L'avènement des nanotechnologies s'est accompagné d'un besoin de comprendre et contrôler les processus d'oxydation à l'échelle nanométrique sous conditions environnementales particulières pour améliorer le fonctionnement et la stabilité des nanomatériaux. Avec le soutien financier de l'UE, les chercheurs du projet NANO2 («Oxidation of nanomaterials») ont cherché à évaluer l'oxydation des structures cristallines et les substrats sur lesquels elles croissent. L'objectif était ainsi de combler le fossé entre les études d'oxydation de surface monocristalline dans des conditions d'ultravide (environ 1 milliardième de la pression atmosphérique) et l'oxydation de nanoparticules à pression ambiante (appelée pression atmosphérique). En fait, l'équipe du projet NANO2 a réussi pour un certain nombre de matériaux et de structures de surface cristallines déjà appliquées ou ayant le potentiel d'être appliquées de manière industrielle. Les chercheurs ont également effectué des observations importantes concernant ce que l'on désigne par oxygène de sous-surface, oxygène atomique situé directement sous la couche de cristal métallique la plus élevée. Parmi les nombreuses «premières», les chercheurs ont conduit des simulations de Monte Carlo de réactions d'oxydation de monoxyde de carbone pour obtenir les premières prévisions de taux de réaction sur surfaces monocristallines. En outre, ils ont identifié un nouvel oxyde de surface formé lors de l'oxydation du monoxyde de carbone sur un monocristal de platine (110) et conduit la première étude structurelle in situ d'un alliage métallique monocristallin particulier pendant une réaction chimique. Le projet NANO2 a contribué de manière significative à la compréhension des réactions chimiques sur les nanomatériaux avec 50 publications déjà acceptées sur un total attendu proche de 100. La capacité de contrôler l'oxydation sous des conditions de pression opérationnelles peut permettre d'améliorer les performances des catalyseurs utilisés dans les piles à combustible, la synthèse chimique et les applications de capteurs pour les automobiles ou l'environnement pour n'en citer que quelques unes. Les applications industrielles à long terme des résultats du projet NANO2 pourraient avoir un impact important sur la compétitivité européen dans le secteur en plein essor des nanotechnologies.
