Nanopartikler er blitt en uunnværlig ingrediens i katalysatorer på biler, der de bryter ned giftstoffene i eksosen. Ved hjelp av en ny teknikk kaster forskere lys over hvordan man kan lage den perfekte nanopartikkelen.
Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.
Fakta om nanopartikler:
Nanopartikler er bare om lag 0,000000001 meter i utstrekning, betydelig mindre enn punktumet etter denne setningen.
De har fått enorm betydningen for industrien de siste årene og opptrer som en viktig ingrediens i alt fra ansiktskremer til katalysatorer i biler.
Det avgjørende er overflatemateriale, form og størrelse.
Eksosen i nye biler renses av en katalysator som bruker spesialdesignede nanopartikler. Formen og størrelsen på partiklene er alfa og omega for å løse den oppgaven, og mye av industriens fokus ligger derfor her.
I fremtiden blir det lettere å kontrollere dette, ikke bare for bilindustrien, men innenfor alle mulige bransjer. En amerikansk forskergruppe har nemlig klart å utvikle en ny form for billedteknikk som kan følge dannelsen av en nanopartikkel fra begynnelse til slutt.
Partiklene beskytes med elektroner under veksten. De vil reflektere elektronene, og forskerne kan kartlegge hvert enkelt trinn i prosessen. Metoden er beskrevet i tidsskriftet Science.
Et kraftig verktøy for industrien
På danske DTU Fotonik ser man store muligheter for den nye metoden.
– Dette har stor kommersiell interesse. Det er helt sentralt for industrien å kunne produsere nanopartikler med den rette størrelsen og strukturen, sier Peter Uhd Jepsen, som er professor i optikk og vant til å bevege seg i den usynlige nanoverdenen.
Kretsløpet illustrerer nanopartikkelens vekst. Selve gullpartikkelen er rund, men etter det første laget med sølv har den formen som en trekant. Partikkelen får flere og flere kanter i takt med at mer sølv kommer til. (Foto: (Illustrasjon: Chad Mirkin))
I den nye studien har den internasjonale gruppen av forskere kartlagt hva som skjer når man belegger en nanopartikkel av gull med enda mindre sølvpartikler, som er det aktive stoffet i mange katalysatorer.
Fra trekant til tyvekant
Forskerne la gullpartiklene inn i et vekstkammer som de deretter fylte med en type sølvstøv. Ved å beskyte partikkelen med elektroner kunne de i detalj følge hvordan sølvet bandt seg til gullet.
Bildene danner til sammen en liten film som demonstrerer hvordan gullpartikkelen endrer form: Først danner sølvet små trekantete utvekster. Til slutt er overflaten dekket av sølvpartikler som har lagt seg i en krystallstruktur av tyvekanter.
Lærer mye
Forskerne starter med et lite frø i form av en gullkjerne. Partiklene gror på nøyaktig samme måte hvis den har den rette formen.
– Det interessante er at de finner oppskriften på å gå fra den asymmetriske trekanten til den symmetriske tyvekanten. De kan se alle utviklingstrinnene og kan konstatere at det er en generell metode, sier Jepsen.
