Il National Physical Laboratory (NPL) ha utilizzato una nuova capacità di imaging, la spettroscopia Raman potenziata con la punta, per mappare per la prima volta le reazioni catalitiche su scala nanometrica.

I catalizzatori sono sostanze che facilitano le reazioni chimiche senza essere consumate, consentire all'industria di produrre sostanze chimiche che altrimenti sarebbero antieconomiche o addirittura impossibili. I catalizzatori sono utilizzati in oltre il 90% dei processi chimici industriali, dalla produzione di farmaci alla generazione di energia, e si pensa contribuiscano a oltre il 35% del PIL globale

Pressione per più verde, la chimica più economica e sostenibile nell'industria sta guidando la ricerca di nuovi catalizzatori con maggiore efficienza e selettività. La progettazione razionale di materiali catalitici con proprietà personalizzate si basa sulla nostra capacità di identificare i siti attivi sulle superfici reattive al fine di comprendere le relazioni struttura-prestazioni. Però, le tecniche analitiche convenzionali spesso mancano della sensibilità richiesta alle scale di lunghezza necessarie per ottenere ciò.

La spettroscopia Raman potenziata dalla punta (TERS) è emersa come una tecnica potente e affidabile per caratterizzare le superfici su scala nanometrica, combinando l'elevata sensibilità chimica della spettroscopia Raman con superficie migliorata e la risoluzione spaziale su scala nanometrica della microscopia a scansione di sonda Insieme, queste proprietà rendono TERS ideale per la caratterizzazione di reazioni catalitiche su scala nanometrica.

Un team di NPL ha assunto la guida nell'utilizzo di TERS per identificare le nanoparticelle catalitiche su una superficie e ha ottenuto per la prima volta la mappatura su scala nanometrica dell'attività catalitica. La risoluzione nanometrica di questo imaging spettroscopico reattivo, pubblicato sulla rivista della Royal Society of Chemistry Nanoscala , deve ancora essere abbinato a qualsiasi altra tecnica analitica.

Si spera che il lavoro del team apra la strada all'uso di routine del TERS per studiare le reazioni catalitiche con risoluzione su scala nanometrica. Nel futuro, le variazioni spaziali identificate utilizzando questa tecnica potrebbero fornire nuove e potenti informazioni sull'adsorbimento molecolare e sulle dinamiche di reazione sulle superfici, consentendo infine un migliore controllo ed efficienza dei processi chimici attraverso l'ottimizzazione informata del catalizzatore.