Nueva investigación dirigida por profesores de la Universidad de Binghamton, Universidad Estatal de Nueva York, podría ayudar a tecnologías energéticas más limpias.

La reacción atómica entre gases y óxidos es una pieza clave para muchos acertijos tecnológicos. Puede generar beneficios como mejores catalizadores para permitir tecnologías energéticas más limpias, oa problemas como la corrosión.

Comprender esas interacciones no siempre es fácil, aunque, ya menudo no va más allá de la superficie, literalmente.

Un equipo de la Universidad de Binghamton, el Laboratorio Nacional de Brookhaven y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, dirigido por el profesor Guangwen Zhou del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Thomas J. Watson, tiene una nueva forma de profundizar en cómo las moléculas de gas afectan los átomos debajo la superficie de un material.

El material estudiado es óxido cúprico, un óxido de cobre que interesa a muchos investigadores porque es más abundante y asequible que los metales nobles como la plata, oro y platino, y se utiliza para numerosos procesos como la producción de metanol.

Para el artículo "Oscilaciones estructurales inducidas por reacciones de superficie en el subsuelo, "publicado a principios de este mes en Comunicaciones de la naturaleza , Zhou y sus compañeros investigadores (incluidos los estudiantes de doctorado de Binghamton Xianhu Sun, Wenhui Zhu, Dongxiang Wu, Chaoran Li, Jianyu Wang, Yaguang Zhu y Xiaobo Chen) examinaron la reacción entre el hidrógeno y el óxido de cobre utilizando microscopía electrónica de transmisión a escala atómica.

La técnica les permitió ver la superficie y el subsuelo simultáneamente y en tiempo real, mostrando que las oscilaciones estructurales son inducidas en el subsuelo por la pérdida de oxígeno de la superficie del óxido.

"Este estudio muestra cómo la reacción de la superficie se propaga a capas atómicas más profundas. Lo miramos desde una sección transversal para que podamos ver los átomos tanto en la capa superior como en las capas subsuperficiales con mayor claridad, "dijo Zhou, quien enseña como parte del Programa de Ciencia e Ingeniería de Materiales y también es el director asociado del Instituto de Investigación de Materiales de Binghamton.

Este nuevo estudio está financiado por el Departamento de Energía, con la esperanza de que los resultados puedan conducir a mejores catalizadores, baterías mejoradas, vehículos más duraderos y otros productos de mayor calidad.

"Si conocemos estos mecanismos de reacción, podemos diseñar mejores materiales, ", Dijo Zhou." No podemos preocuparnos solo por la superficie, sino también por las capas más profundas si queremos comprender mejor el proceso ".