El Laboratorio Nacional de Física (NPL) ha utilizado una nueva capacidad de obtención de imágenes, la espectroscopia Raman mejorada con punta, para mapear reacciones catalíticas a nanoescala por primera vez.

Los catalizadores son sustancias que facilitan las reacciones químicas sin ser consumidas, permitir que la industria produzca productos químicos que de otro modo serían antieconómicos o incluso imposibles. Los catalizadores se utilizan en más del 90% de los procesos químicos industriales, desde la producción de productos farmacéuticos hasta la generación de energía, y se cree que contribuyen a más del 35% del PIB mundial

Presión por más verde La química más barata y sostenible en la industria está impulsando la búsqueda de nuevos catalizadores con mayor eficiencia y selectividad. El diseño racional de materiales catalizadores con propiedades personalizadas se basa en nuestra capacidad para identificar sitios activos en superficies de reacción para comprender las relaciones estructura-desempeño. Sin embargo, Las técnicas analíticas convencionales a menudo carecen de la sensibilidad requerida en las escalas de longitud necesarias para lograrlo.

La espectroscopia Raman mejorada con punta (TERS) ha surgido como una técnica poderosa y confiable para caracterizar superficies a nanoescala, combinando la alta sensibilidad química de la espectroscopia Raman mejorada en la superficie y la resolución espacial a nanoescala de la microscopía de sonda de barrido Juntos, estas propiedades hacen que TERS sea ideal para la caracterización de reacciones catalíticas a una escala de longitud nanométrica.

Un equipo de NPL ha tomado la iniciativa en el uso de TERS para identificar nanopartículas catalíticas en una superficie y ha logrado un mapeo a nanoescala de la actividad catalítica por primera vez. La resolución nanométrica de esta imagen espectroscópica reactiva, publicado en la revista Royal Society of Chemistry Nanoescala , aún no ha sido igualado por ninguna otra técnica analítica.

Se espera que el trabajo del equipo allane el camino para el uso rutinario de TERS para estudiar reacciones catalíticas con resolución a nanoescala. En el futuro, las variaciones espaciales identificadas con esta técnica podrían proporcionar nuevos y poderosos conocimientos sobre la dinámica de reacción y adsorción molecular en las superficies, en última instancia, permite mejorar el control y la eficiencia de los procesos químicos a través de la optimización informada del catalizador.