Wolk elektronen rond nanodeeltje

Moderator: Astro

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 3.135

Wolk elektronen rond nanodeeltje

Rond ceriumdioxide-nanodeeltjes kan een soort wolk ontstaan van elektronen die niet aan één atoomkern gebonden zijn. Het lijkt wel een elektronenspons.


Dat zo’n deeltje van 3 nanometer zich chemisch anders gedraagt dan grotere brokken ceriumdioxide is dan ook geen wonder. Die CeO2-nanodeeltjes zijn in staat om reactieve zuurstofverbindingen zoals waterstofperoxide weg te vangen.


Tot nu toe werd gedacht dat dat komt doordat de verhouding tussen Ce en O net niet helemaal stoichiometrisch is: op het oppervlak mist hier en daar een zuurstofkern, met als gevolg dat een deel van het cerium drie- in plaats van vierwaardig is. De reactieve zuurstof zou als het ware dit defect verhelpen.


Wetenschappers is het nu voor het eerst gelukt om deze chemische reactie in realtime door te lichten met harde röntgenstraling. En dan niet in een vacuüm maar in oplossing. En daar kwam uit dat niets wijst op het bestaan van individuele Ce3+-ionen. Het lijkt er meer op dat de complete elektronenwolk van het nanodeeltje zich profileert als ‘redoxpartner’.


Dit werpt een heel nieuw licht op de werking van deze nanodeeltjes, en het doet op z’n minst vermoeden dat er een paar reacties zijn waarvan we nog niet eens beseffen dat nano-CeO2 ze kan katalyseren. Wat weer gevolgen zou kunnen hebben voor de discussie over de risico’s. Het roept tevens de vraag op of ándere nanomaterialen, zoals het op grote schaal toegepaste titaniumdioxide, soms óók zo'n sponsje vormen.


Afbeelding

Transmission Electron Microscope (TEM) image of the 3nm CeO2 NPs


Bron, lees meer:

C2W

ESRF


Publicatie:

Jean-Daniel Cafun, et al.: Absence of Ce3+ Sites in Chemically Active Colloidal Ceria Nanoparticles
Heb je interesse in journalistiek? Wij zoeken versterking! Speurwerk, deel van het team, meer weten: klik.

Gebruikersavatar
Berichten: 2.455

Re: Wolk elektronen rond nanodeeltje

tja, vanaf het moment dat je twee of meer atomen bij elkaar zet, zijn atomen in principe niet meer absoluut lokaliseerbaar. Vaak kan je alsnog een bevredigend inzicht krijgen middels modellen die toch elk elektron aan een atoom of binding toewijzen, en vaak ook niet. Het is vooral interessant dat ze het in situ hebben kunnen meten, dunkt me - vergelijking met ab initio berekeningen lijkt me nu een voor de hand liggende stap (kan de full text nu niet zien, dus mss hebben ze het al gedaan).
This is weird as hell. I approve.

Reageer