Che si tratti di processi catalitici nell'industria chimica, catalisi ambientale, nuovi tipi di celle solari o nuovi componenti elettronici, le nanoparticelle sono ovunque nelle moderne tecnologie di produzione e ambientali, dove le loro proprietà uniche garantiscono efficienza e risparmio di risorse. Le proprietà speciali delle nanoparticelle derivano spesso da un'interazione chimica con il materiale di supporto su cui sono posizionate. Tali interazioni spesso modificano la struttura elettronica della nanoparticella perché la carica elettrica viene scambiata tra la particella e il supporto.

I gruppi di lavoro guidati dalla Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) e dall'Università di Barcellona sono ora riusciti a contare il numero di cariche elementari perse da una nanoparticella di platino quando viene posta su un tipico supporto di ossido. Il loro lavoro avvicina ulteriormente la possibilità di sviluppare nanoparticelle su misura.

Una delle principali questioni di cui i ricercatori di nanoscienze discutono ormai da tempo è come le nanoparticelle interagiscono con il supporto su cui sono poste. È ormai chiaro che vari fattori fisici e chimici come la struttura elettronica, la nanostruttura e, soprattutto, la loro interazione con il supporto controllano le proprietà delle nanoparticelle. Sebbene questa interazione - in particolare il trasferimento di carica elettrica - sia già stata osservata in larga misura, studi precedenti non hanno indagato quanta carica viene trasferita e se esiste una relazione tra il trasferimento e la dimensione della nanoparticella.

Per misurare la carica elettrica che viene scambiata il team internazionale di ricercatori tedeschi, Spagna, Italia e Repubblica Ceca guidata dal Prof. Dr. Jörg Libuda, Professore di Chimica Fisica, e il Prof. Dr. Konstantin Neyman, Università di Barcellona, preparato una superficie di ossido estremamente pulita e atomicamente ben definita, su cui hanno posto le nanoparticelle di platino. Utilizzando un metodo di rilevamento altamente sensibile presso Elettra Sincrotrone Trieste, i ricercatori sono stati in grado di quantificare l'effetto per la prima volta.

Guardando le particelle con un numero diverso di atomi, da diverse a molte centinaia, hanno contato il numero di elettroni trasferiti e hanno mostrato che l'effetto è più pronunciato per piccole nanoparticelle con circa 50 atomi. L'entità dell'effetto è sorprendentemente grande:circa ogni decimo atomo di metallo perde un elettrone quando la particella è in contatto con l'ossido. I ricercatori sono stati anche in grado di utilizzare metodi teorici per mostrare come controllare l'effetto, consentendo di adattare le proprietà chimiche per meglio adattarsi all'applicazione prevista. Ciò consentirebbe di utilizzare in modo più efficiente materie prime ed energia preziose nei processi catalitici nell'industria chimica, Per esempio.