Onderzoekers van de North Carolina State University en het Air Force Research Laboratory hebben ontdekt dat een techniek die is ontworpen om nikkelnanodeeltjes te coaten met silicaschalen, het materiaal feitelijk fragmenteert - waardoor een kleine kern van geoxideerd nikkel ontstaat, omringd door kleinere satellieten ingebed in een silicaschaal. Het verrassende resultaat kan nuttig blijken door het vergroten van het oppervlak van nikkel dat beschikbaar is voor het katalyseren van chemische reacties.

"Nikkel is opmerkelijk vanwege zijn wijdverbreide toepassingen in katalyse, " zegt Joe Tracy, een universitair hoofddocent materiaalkunde en engineering bij NC State en corresponderende auteur van een paper over het werk. "Een reden waarom je nikkelnanodeeltjes in poreus silica wilt coaten, is om ze in te bedden in een neutraal substraat om hun efficiëntie als katalysator in chemische reacties te behouden. Dus het feit dat dit proces tegelijkertijd hun oppervlakte zou kunnen vergroten, zou kunnen blijken voordelig zijn."

De onderzoekers gebruikten een veelgebruikte aanpak genaamd omgekeerde micro-emulsie, of omgekeerde micel, om een ​​silicacoating aan te brengen op nikkelnanodeeltjes met een diameter van ongeveer 27 nanometer (nm). Maar ze ontdekten dat de techniek resulteert in een geoxideerde nikkelkern met een diameter van 7 nm, omgeven door satellieten van geoxideerd nikkel met een diameter van slechts 2 nm - allemaal omhuld door een siliciumschil met een diameter van 30 nm.

"Eerst dachten we dat we een fout hadden gemaakt, maar we konden het resultaat keer op keer reproduceren, " zegt Brian Lynch, een doctoraat student bij NC State en hoofdauteur van een paper over het werk.

"Wanneer geoxideerd en gereduceerd bij hoge temperaturen, we ontdekten dat de kern-en-satelliet nikkel nanodeeltjes niet significant van grootte of vorm veranderden, wat suggereert dat ze goed zouden functioneren in de omgevingen die nodig zijn om chemische reacties te katalyseren, ' zegt Tracy.

"Dit was een onverwachte ontdekking, maar we zijn blij met hoe het is gelopen."

De krant, "Synthese en chemische transformatie van Ni-nanodeeltjes ingebed in Silica, " is gepubliceerd in het tijdschrift nanoschaal .