Le reazioni solido-liquido-gas sono comuni in vari fenomeni naturali e applicazioni industriali, come le reazioni delle celle a combustibile idrogeno-ossigeno, la catalisi eterogenea e la corrosione dei metalli negli ambienti ambientali. Tuttavia, il trasporto del gas nel liquido e le successive reazioni alle interfacce trifase non sono ben compresi.

Un gruppo di ricerca congiunto guidato dal Prof. Chen Jige dello Shanghai Advanced Research Institute (SARI) dell'Accademia cinese delle scienze ha riportato un'osservazione in tempo reale del progresso accelerato dell'incisione solido-liquido-gas di nanobarre d'oro mediante l'introduzione di nanobolle di gas. Hanno scoperto che il meccanismo microscopico sottostante dipendeva dallo spessore dello strato liquido.

I risultati sono stati pubblicati in Nature Materials .

La microscopia elettronica a trasmissione a cellule liquide (TEM) consente l'osservazione in tempo reale dell'incisione accelerata di nanobarre d'oro con nanobolle di ossigeno in acido bromidrico acquoso.

I ricercatori hanno scoperto che quando una nanobolla di ossigeno era vicina a una nanobarra al di sotto della distanza critica (~1 nm), il tasso di incisione locale veniva notevolmente migliorato di oltre un ordine di grandezza.

I risultati della simulazione della dinamica molecolare hanno rivelato che la forte e attraente interazione di van der Waals tra il nanorod d'oro e le molecole di ossigeno regolava il trasporto di ossigeno attraverso il sottile strato liquido e quindi portava a una maggiore velocità di incisione.

Questo studio fa luce sulla progettazione razionale delle reazioni solido-liquido-gas per attività potenziate e fornisce un approccio promettente per modificare la velocità di reazione solido-liquido-gas. + Esplora ulteriormente

Meccanismo di attivazione dell'ossigeno su materiali di perovskite contenenti bario