Las reacciones sólido-líquido-gas son comunes en varios fenómenos naturales y aplicaciones industriales, como reacciones de celdas de combustible de hidrógeno-oxígeno, catálisis heterogénea y corrosión de metales en ambientes ambientales. Sin embargo, el transporte de gas en líquido y las siguientes reacciones en las interfases de tres fases no se comprenden bien.

Un equipo de investigación conjunto dirigido por el profesor Chen Jige del Instituto de Investigación Avanzada de Shanghái (SARI) de la Academia de Ciencias de China informó una observación en tiempo real del progreso acelerado del grabado sólido-líquido-gas de las nanovarillas de oro mediante la introducción de nanoburbujas de gas. Descubrieron que el mecanismo microscópico subyacente dependía del espesor de la capa líquida.

Los resultados fueron publicados en Nature Materials .

La microscopía electrónica de transmisión de células líquidas (TEM) permite la observación en tiempo real del grabado acelerado de nanovarillas de oro con nanoburbujas de oxígeno en ácido bromhídrico acuoso.

Los investigadores descubrieron que cuando una nanoburbuja de oxígeno estaba cerca de una nanovarilla por debajo de la distancia crítica (~1 nm), la tasa de grabado local mejoraba significativamente en más de un orden de magnitud.

Los resultados de la simulación de dinámica molecular revelaron que la fuerte y atractiva interacción de van der Waals entre la nanovarilla de oro y las moléculas de oxígeno gobernaba el transporte de oxígeno a través de la delgada capa líquida y, por lo tanto, conducía a una tasa de grabado mejorada.

Este estudio arroja luz sobre el diseño racional de reacciones sólido-líquido-gas para actividades mejoradas y proporciona un enfoque prometedor para modificar la velocidad de reacción sólido-líquido-gas. + Explora más

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