Nuove connessioni tra il nanotech e le scienze molecolari

Le tecnologie basate su processi catalitici chimici sono oggi al centro dell'attenzione: si stima che almeno il 60% di tutte le sostanze oggi in commercio richiedano l'uso di catalizzatori in qualche stadio della loro sintesi. Comprendere i meccanismi molecolari di tali processi è importantissimo per migliorare le attuali tecnologie e aprire nuovi scenari. L'Istituto CNR di Scienze e Tecnologie Molecolari dell'Università degli Studi di Milano ha contribuito a comprendere il meccanismo di attivazione dell'ossigeno mediante catalisi eterogenea: si è osservato il decadimento dell'attività di un catalizzatore eterogeneo costituito da particelle d'oro in seguito all'aggiunta progressiva di opportune molecole sonda (avvelenamento selettivo), comprendendo il meccanismo molecolare del processo secondo cui gli attori principali - ossigeno e glucosio - reagiscono sulla superficie del catalizzatore, ove subiscono l'effetto positivo (promotore) o negativo (veleno) causato dai composti introdotti nell'ambiente di reazione (attori secondari) in base alla loro natura chimica (hard e soft). Il modello si basa su un catalizzatore costituito da sferoidi di oro assimilabili a molecole metalliche giganti (ad es. la macromolecola Au800 contiene 800 atomi e ha un diametro di circa 3 nanometri), che hanno proprietà chimiche, fisiche e catalitiche condizionate dalla loro dimensione: il trasferimento di elettroni tra i reagenti è mediato dall'intera macromolecola d'oro e, perturbando il catalizzatore con minime quantità di molecole capaci di aumentarne o diminuirne la densità elettronica, aumenta o diminuisce l'attività catalitica. Oltre a descrivere il meccanismo di catalisi in maniera innovativa, lo studio apre nuove connessioni tra nanotecnologie e scienze molecolari, che possono aiutare a progettare materiali con particolari proprietà elettroniche.

Authors: C. Della Pina, E. Falletta, M. Rossi, A. Sacco

Title: Selective Deactivation of Gold Catalysis

Journal: Vol. 263, Issue 1, 1 April 2009, pp. 92-97

Year: 2009

References: Vol. 263, Issue 1, 1 April 2009, pp. 92-97