El proceso de difusión de la reacción impulsó la formación de la complicada estructura inorgánica de Turing. Crédito:ZHANG Xiaolong
En 1952, Alan Turing, el padre de la informática y la inteligencia artificial, propuso que ciertos patrones naturales repetitivos pueden ser producidos por la interacción de dos sustancias específicas a través del proceso de reacción-difusión. En este sistema, un activador promueve la reacción y un inhibidor inhibe la reacción. Cuando los dos se encuentran la reacción se difunde. Cuando la diferencia en el coeficiente de difusión entre los dos alcanza un cierto nivel, la alta relación de difusión entre ellos provocará un desequilibrio del sistema e inducirá la formación de patrones complejos periódicos.
Las 'estructuras de Turing' existen ampliamente en la naturaleza, como los patrones corporales de las cebras, la filotaxis de los girasoles, el espaciado de folículos de los pelos de ratón y otros. Sin embargo, Es difícil construir una estructura de Turing en un sistema químico artificial ya que la diferencia en los coeficientes de difusión de las sustancias es pequeña.
Recientemente, el grupo de investigación del Prof. Gao Minrui de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China creó la estructura de Turing en calcogenuros de metales de transición inorgánicos con el proceso de reacción-difusión por primera vez. Los resultados fueron publicados en Edición internacional Angewandte Chemie y seleccionado como papel caliente y contraportada.
En la solución binaria de dietilentriamina (DETA) y agua, Ag + reaccionará con DETA para formar Ag (DETA) + . Al mismo tiempo, Co 2+ se desborda de la superficie de un diselenuro de cobalto (CoSe 2 ) nanocinturón. Ag (DETA) + es el inhibidor y Co 2+ es el activador en este sistema. Cuando el Ag de rápida difusión (DETA) + alcanza la capa de Nernst en el CoSe 2 superficie, interactúa con el activador Co 2+ difundido en el CoSe 2 superficie, y finalmente forma un complejo y hermoso Ag 2 Establecer patrón de Turing en el CoSe 2 superficie.
El estudio encontró que este material de estructura de Turing de interfaz múltiple, Ag 2 Se-CoSe 2 , era un electrocatalizador de reacción de evolución de oxígeno (REA) eficiente. La actividad REA de Ag 2 Se-CoSe 2 se relacionó linealmente con la longitud de la interfaz de la estructura de Turing. La rica estructura de la interfaz y la energía de adsorción intermedia OER optimizada en la estructura de la interfaz conspiraron para producir su alta actividad.
Este estudio utiliza la teoría de la reacción-difusión para construir estructuras complejas de Turing en materiales nanoestructurados inorgánicos por primera vez. y proporciona nuevas ideas para el diseño de catalizadores baratos con mayor rendimiento.Esta investigación empleó la teoría de reacción-difusión para construir una estructura compleja de Turing en materiales nanoestructurados inorgánicos por primera vez, y proporcionó un nuevo camino para diseñar catalizadores más baratos con mayor rendimiento.
