Ya sea en procesos catalíticos en la industria química, catálisis ambiental, nuevos tipos de células solares o nuevos componentes electrónicos, las nanopartículas están en todas partes en las tecnologías modernas de producción y medioambientales, donde sus propiedades únicas aseguran eficiencia y ahorran recursos. Las propiedades especiales de las nanopartículas a menudo surgen de una interacción química con el material de soporte sobre el que se colocan. Tales interacciones a menudo cambian la estructura electrónica de la nanopartícula porque la carga eléctrica se intercambia entre la partícula y el soporte.

Los grupos de trabajo liderados por Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) y la Universidad de Barcelona ahora han logrado contar el número de cargas elementales que pierde una nanopartícula de platino cuando se coloca sobre un soporte típico de óxido. Su trabajo acerca un paso más la posibilidad de desarrollar nanopartículas a medida.

Una de las principales cuestiones que los investigadores en nanociencia vienen debatiendo desde hace algún tiempo es cómo interactúan las nanopartículas con el soporte sobre el que se colocan. Ahora está claro que varios factores físicos y químicos, como la estructura electrónica, la nanoestructura y, fundamentalmente, su interacción con el soporte controlan las propiedades de las nanopartículas. Aunque esta interacción, específicamente la transferencia de carga eléctrica, ya se ha observado en gran medida, Los estudios anteriores no han investigado cuánta carga se transfiere y si existe una relación entre la transferencia y el tamaño de la nanopartícula.

Para medir la carga eléctrica que se intercambia el equipo internacional de investigadores de Alemania, España, Italia y la República Checa dirigidos por el Prof.Dr. Jörg Libuda, Catedrático de Química Física, y el Prof. Dr. Konstantin Neyman, Universidad de Barcelona, preparó una superficie de óxido extremadamente limpia y atómicamente bien definida, sobre el que colocaron nanopartículas de platino. Usando un método de detección altamente sensible en Elettra Sincrotrone Trieste, los investigadores pudieron cuantificar el efecto por primera vez.

Mirando partículas con varios números de átomos, de varios a muchos cientos, contaron el número de electrones transferidos y mostraron que el efecto es más pronunciado para las nanopartículas pequeñas con alrededor de 50 átomos. La magnitud del efecto es sorprendentemente grande:aproximadamente cada décimo átomo de metal pierde un electrón cuando la partícula está en contacto con el óxido. Los investigadores también pudieron utilizar métodos teóricos para mostrar cómo se puede controlar el efecto, permitiendo que las propiedades químicas se adapten para adaptarse mejor a su aplicación prevista. Esto permitiría utilizar materias primas valiosas y energía de manera más eficiente en procesos catalíticos en la industria química. por ejemplo.