Gli elementi chimici palladio (Pd) e rutenio (Ru) sono entrambi utilizzati separatamente nell'industria chimica. Per molto tempo, i ricercatori hanno pensato che la combinazione dei due potrebbe portare a proprietà migliorate e nuove per le applicazioni industriali. Però, i due elementi non si mescolano facilmente per diventare un unico materiale.

Uno studio pubblicato sulla rivista Scienza e tecnologia dei materiali avanzati ha esaminato le ultime ricerche sulla fabbricazione di nanomateriali bimetallici Pd-Ru.

Le prime ricerche degli ultimi due decenni hanno mostrato che la semplice combinazione di nanoparticelle di Pd e Ru ha portato a una miscela con proprietà migliori per scopi catalitici industriali rispetto a uno dei due elementi da soli. Da allora, molti gruppi hanno riferito su nanoparticelle di lega Pd-Ru. Variando i metodi di fabbricazione e le composizioni di Pd e Ru, Nascono nanomateriali Pd-Ru con proprietà diverse che possono essere adatti in applicazioni industriali.

Nel 2010, Hiroshi Kitagawa dell'Università giapponese di Kyoto e colleghi hanno fabbricato una "lega a soluzione solida" (che prevede l'aggiunta degli atomi di un elemento al reticolo cristallino dell'altro in una reazione ad alta temperatura) da due elementi vicini di Pd nella tavola periodica , argento (Ag) e rodio (Rh). Il materiale risultante aveva proprietà attraenti per scopi industriali, compresa la capacità di assorbire idrogeno. L'Rh è importante in una varietà di reazioni nell'industria automobilistica e nel trattamento dei gas di scarico industriale. Ma è scarso e costoso. Il successo di Ag-Rh ha portato il team a ipotizzare che, per le loro somiglianze, la combinazione di Pd e Ru in nanoparticelle di lega in soluzione solida potrebbe portare a un materiale con proprietà simili, fornendo una potenziale alternativa a Rh.

Nel 2014, il team è stato il primo a sintetizzare nanoparticelle di lega a soluzione solida di Pd-Ru. Hanno scoperto che le nanoparticelle di Pd-Ru avevano attività catalitiche più elevate rispetto alle nanoparticelle di Ru o Pd. Più recentemente, hanno scoperto che queste nanoparticelle erano altamente attive in un processo catalitico importante per purificare i gas nocivi dai gas di scarico, superando persino le nanoparticelle di Rh.

Sono necessarie ulteriori ricerche per capire come la variazione delle dimensioni del materiale bimetallico influenzi le sue proprietà fisiche e chimiche. Per esempio, la ricerca ha scoperto che la crescita di meno di cinque film ultrasottili di Pd su Ru fa sì che il materiale risultante sia inerte all'ossigeno anche se il Pd stesso è altamente reattivo ad esso. Anche la modellizzazione teorica sarà importante per prevedere e spiegare le proprietà della PdRu e di altri nanomateriali, lo studio conclude.