De chemische elementen palladium (Pd) en ruthenium (Ru) worden beide afzonderlijk gebruikt in de chemische industrie. Voor een lange tijd, onderzoekers hebben gedacht dat het combineren van de twee zou kunnen leiden tot verbeterde en nieuwe eigenschappen voor industriële toepassingen. Echter, de twee elementen vermengen zich niet gemakkelijk tot een enkel materiaal.

Een studie gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap en technologie van geavanceerde materialen het laatste onderzoek naar de fabricage van Pd-Ru bimetaal nanomaterialen beoordeeld.

Vroeg onderzoek van de afgelopen twee decennia toonde aan dat het eenvoudig combineren van Pd- en Ru-nanodeeltjes leidde tot een mengsel met betere eigenschappen voor industriële katalytische doeleinden dan elk van de twee elementen alleen. Vanaf dat moment, veel groepen hebben gerapporteerd over nanodeeltjes van Pd-Ru-legeringen. Door de fabricagemethoden en samenstellingen van Pd en Ru te variëren, Er ontstaan ​​Pd-Ru nanomaterialen met verschillende eigenschappen die geschikt kunnen zijn in industriële toepassingen.

In 2010, Hiroshi Kitagawa van de Japanse Universiteit van Kyoto en collega's fabriceerden een "legering met vaste oplossing" (waarbij de atomen van het ene element aan het kristalrooster van het andere worden toegevoegd in een reactie bij hoge temperatuur) van twee naburige elementen van Pd in ​​het periodiek systeem , zilver (Ag) en rhodium (Rh). Het resulterende materiaal had aantrekkelijke eigenschappen voor industriële doeleinden, inclusief het vermogen om waterstof te absorberen. Rh is belangrijk bij een verscheidenheid aan reacties in de auto-industrie en bij industriële uitlaatgasbehandeling. Maar het is schaars en duur. Het succes van Ag-Rh bracht het team ertoe te speculeren dat, vanwege hun overeenkomsten, het combineren van Pd en Ru in nanodeeltjes van een legering met een vaste oplossing kan leiden tot een materiaal met vergelijkbare eigenschappen, een potentieel alternatief bieden voor Rh.

In 2014, het team was de eerste die nanodeeltjes van Pd-Ru-legeringen met een vaste oplossing synthetiseerde. Ze ontdekten dat de Pd-Ru-nanodeeltjes hogere katalytische activiteiten hadden in vergelijking met Ru- of Pd-nanodeeltjes. Recenter, ze ontdekten dat deze nanodeeltjes zeer actief waren in een katalytisch proces dat belangrijk is voor het zuiveren van schadelijke gassen uit uitlaatgassen - zelfs beter dan Rh-nanodeeltjes.

Verder onderzoek is nodig om te begrijpen hoe het variëren van de grootte van bimetaalmateriaal de fysische en chemische eigenschappen ervan beïnvloedt. Bijvoorbeeld, onderzoek heeft uitgewezen dat het kweken van minder dan vijf ultradunne Pd-films op Ru ervoor zorgt dat het resulterende materiaal inert is voor zuurstof, hoewel Pd zelf er zeer reactief op is. Theoretische modellering zal ook belangrijk zijn voor het voorspellen en verklaren van de eigenschappen van PdRu en andere nanomaterialen, de studie concludeert.