Tədqiqatçılar sübut etdilər ki, arqon plazmasından istifadə etməklə metal atomları səpələnə və istənilən mövqelərə yönəldilə bilər. Bu yeni strategiya heç bir atomun boş yerə getməməsini təmin edir və nadir və qiymətli metalların istifadəsini maksimum dərəcədə artırır.

Advanced Science jurnalında dərc olunan bir araşdırmada Nottingham Universiteti, Birmingem Universiteti, Diamond Light Source və EPSRC SuperSTEM-dən olan tədqiqatçılar karbon səthlərində qüsurları düzəltmək üçün sürətli arqon ionlarından istifadənin metal atomlarının ultra nazik, tək qatlı metal klasterlərinə bağlanmasına və öz-özünə yığılmasına necə imkan verdiyini nümayiş etdirirlər.

Sənaye kataliz üçün metallardan istifadə edir, lakin bu metalların bəziləri qiymətli və nadirdir. Davamlı gələcəyi təmin etmək üçün metalların maksimum səmərəliliyi ilə istifadəsi həyati əhəmiyyət kəsb edir. Hidrogen istehsalı kimi yaşıl texnologiyalar çox sürətlə inkişaf edir, lakin onlar kritik elementlərin məhdud təchizatına təzyiq göstərir və planetdə ekoloji böhranlar yaradır.

Nottingem Universitetinin Kimya Məktəbindən tədqiqat üzrə aparıcı eksperimentalist Dr. Emerson Kohlrausch deyir: “Hər bir atom vacibdir. Qiymətli və nadir metallar təmiz enerji və sənaye katalizləri üçün həyati əhəmiyyət kəsb edir, lakin onların təchizatı məhduddur. Biz bir atomun da boşa getməməsini təmin etmək üçün genişləndirilə bilən strategiya hazırlamışıq”.Oyna

00:00

00:42SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Oyna2,7 x 2,7 nm qüsursuz qrafen səthinə tək-tək 15 atom Pt enişinin Ab-initio molekulyar dinamikasının simulyasiyası. Video 3D Pt klasterinin əmələ gəlməsinə səbəb olan karbon səthləri boyunca Pt atomlarının nisbətən böyük diffuziyasını göstərir. Kredit: Qabaqcıl Elm (2025). DOI: 10.1002/advs.202508034

Elementlərə xüsusi şərtlər və ya kimyəvi əlavələr tələb edən adi yanaşmalardan fərqli olaraq, komandanın metodu universal bağlayıcı yerlər kimi karbon səthində arqon ionunun bombardmanı nəticəsində yaranan kiçik dəliklərdən, atom “boşluqlarından” istifadə edir. Bu qüsur yerləri metal atomlarını güclü şəkildə bağlayan atom tələləri rolunu oynayır və onların daha böyük və daha az səmərəli 3D nanohissəciklər əmələ gəlməsinin qarşısını alır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1751955906&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-07-scientists-argon-plasma-precisely-position.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM4LjAuNzIwNC45NyIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QpQTtCcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM4LjAuNzIwNC45NyJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzOC4wLjcyMDQuOTciXV0sMF0.&dt=1751955905732&bpp=2&bdt=118&idt=-M&shv=r20250702&mjsv=m202507020101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1751955418%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1751955418%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1751955418%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=3881590997613&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2184&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31093232%2C31093234%2C31093272%2C95353386%2C95362656%2C95365225%2C95365235%2C42533294%2C95365108%2C95359265%2C95365120%2C95365798&oid=2&pvsid=6667517985183183&tmod=1571380436&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage3.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=2&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=329

Maraqlıdır ki, üsul 21 müxtəlif elementdə, o cümlədən gümüş və qızıl kimi idarə olunması çətin olan metallar da daxil olmaqla effektivliyini sübut etdi. Professor Andrey Xlobystov deyir: “Bu, hamıya uyğun bir həlldir”. “Biz mono-, bi- və ya hətta üç-metal atom təbəqələri yarada bilərik, hər bir atom dəqiq istədiyimiz yerdədir. Bu nəzarət səviyyəsi görünməmiş səviyyədədir.”

Nəzəri modelləşdirməyə rəhbərlik edən Dr Sadegh Ghaderzadeh yanaşmanın zərifliyini vurğulayır: “Bu metodu bu qədər diqqətəlayiq edən onun sadəliyidir. O, mürəkkəb kimyəvi reaksiyalara etibar etmək əvəzinə, atomların bir yerdən digər yerə fiziki hərəkətindən istifadə edir, bu da bu materialların formalaşmasında iştirak edən dəyişənlərin sayını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. yeni metodun gələcək inkişafına rəhbərlik edir”.Müqayisə üçün yüksək əhatəli bir qatlı metal klasterlərin (SLMC) və 3D klasterlərin istehsalı üsulu. Kredit: Qabaqcıl Elm (2025). DOI: 10.1002/advs.202508034

Yenilik təkcə atomları tutmaqda deyil, həm də ərazinin passivləşməsinin qarşısını alan təmiz, solventsiz və havasız şəraitdə bunu etməkdədir.

“Bunu bu qədər güclü, lakin bu qədər çətin edən odur ki, biz səthdə yüksək reaktiv sahələr yaradırıq və metal atomlarını sıx şəkildə idarə olunan şəraitdə buraxırıq. Bu mərhələdə həm atomlar, həm də səth son dərəcə qeyri-sabit və reaktivdir.

“Hətta cüzi bir idarəetmə itkisi səhv metal konfiqurasiyasına gətirib çıxara bilər, lakin düzgün şəraitdə atomlar daimi olaraq yerlərində kilidlənir. Bu, sadəcə atom miqyasında bir şüşədə ildırım tutmaq kimidir” deyə doktor Kohlrausch izah edir.

Bu tək qatlı metal klasterlərin (SLMCs) tətbiqləri daha səmərəli hidrogen istehsalı və ammonyak sintezindən CO₂ çevrilməsinə və enerjinin saxlanmasına qədər müxtəlifdir. Tədqiqatçılar nm² üçün 4,3 atoma qədər rekord sahə sıxlığına nail oldular və 16 aydan çox havada, həmçinin katalitik mühitlərdə sabitliyini sübut etdilər.

Layihənin rəhbəri Dr. Jesum Alves Fernandes deyir: “Biz istənilən səthdə 2D metal katalizatoru reallığa çeviririk”. “Vizyonumuz hər bir atomun aktiv və işlədiyi və heç bir şeyin boşa çıxmadığı materialları dizayn etməkdir. Biz katalizi həqiqətən yaşıl edirik.”

Ətraflı məlumat: Emerson C. Kohlrausch et al, One-Size-Fits-All: A Universal Binding Site for Single-Layer Metal Cluster Self-Assembly, Advanced Science (2025). DOI: 10.1002/advs.202508034

Jurnal məlumatı: Advanced Science 

Nottingham Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir