На нанотехнологии в последнее время надеется не только
микроэлектронная индустрия и биотехнологии, но и энергетическая
отрасль. Последние достижения в области нанокатализа позволяют
надеяться на усовершенствование топливных элементов.
Материалы, содержащие биметаллические наночастицы, очень
привлекательны для использования в различных технологических отраслях
из-за их уникальных каталитических свойств. Наиболее перспективные
биметаллические сплавы палладия и золота, которые участвуют в реакциях
окисления двуокиси углерода, что очень востребовано в топливных
элементах и других отраслях альтернативной энергетики.
Сплав золото-палладий имеет наибольшую каталитическую активность
среди биметаллов. Что интересно, он имеет также наиболее упорядоченную
структуру: наночастицы золота формируют центр, окруженный палладием.
Однако создать такой упорядоченный сплав достаточно трудно
традиционными методами химии.
Но недавно ученым из Университета Дэлавера, университета Ешивы и
Брукхэвена (Brookhaven, Yeshiva University, University of Delaware)
удалось разработать метод синтеза сложных биметаллических
нанокатализаторов.
«Большинство свойств катализатора и его эффективность напрямую
зависит от его структуры, – говорит Вейган Хан (Weiqiang Han),
исследователя из Центра Функциональных Наноматериалов в Брукхэвене
(Brookhaven's Center for Functional Nanomaterials), – Мы использовали
много техник, но пришли к тому, что с помощью традиционных химических
техник трудно создать упорядоченный биметаллический нанокатализатор».
 Рис. 1. Формирование нанокатализатора
В качестве альтернативного метода ученые воспользовались
гальваническим нанесением. Основная «движущая сила» гальванического
нанесения – разница потенциалов, возникающая между двумя металлами,
один из которых выступает в роли анода, а другой – катода. При этом
происходит перенос электронов от анода к катоду.
Для того чтобы создать сплав, ученым понадобилось поместить
палладиевые нанонити диаметром всего 2,5 нанометра в раствор толуола,
содержащего хлорид золота. За получившейся гальванической системой
ученые наблюдали с помощью электронной микроскопии и установки
расширенной рентгеновской дифракции (extended x-ray absorption fine
structure – EXAFS).
«Установка EXAFS очень помогла нам в наблюдениях за формированием
биметаллического нанокатализатора. Она чувствительна к изменениям
структуры и геометрии частиц размером около 3 нанометров», – поясняет
Анатолий Френкель (Anatoly Frenkel), один из исследователей.
В первое время формирования сплава ученые заметили, что его
структура регулярна, и для ее сохранения ввели алкиламиновый композит,
стабилизировавший поверхностное распределение палладия на золотом
«ядре». Впоследствии исследователи установили, что дальнейшая реакция
по синтезу нанокатализатора протекает хаотично, вызывая формирование
неупорядоченного сплава с «перемешанными» атомами золота и палладия в
одной частице. О своей работе ученые сообщили в выпуске журнала
Американского Химического Общества от 23 января 2008г (Journal of the
American Chemical Society).
Как считают исследователи, гальваническое формирование
катализаторов – очень перспективная ветвь развития нанохимии. Более
того, нанокатализаторы будут применяться в самых различных
технологических отраслях – от энергетики до микроэлектроники и
аэрокосмической промышленности.
Свидиненко Юрий | 
