Atom yang jauh mengungkap petunjuk baru untuk merancang katalis

Para peneliti di Korea Selatan dan Jerman menunjukkan bahwa atom yang berada jauh di luar lingkungan terdekat suatu molekul dapat mengubah kekuatan ikatannya dengan katalis logam. Temuan ini memberi ilmuwan faktor tambahan untuk dipertimbangkan ketika merancang material tersebut, yang mempercepat reaksi kimia dalam berbagai industri, termasuk produksi pupuk.

Tim dari Institute for Basic Science di Korea Selatan dan Max Planck Institute for Multidisciplinary Sciences di Jerman itu melaporkan temuannya dalam Science.

Untuk menguji seberapa jauh pengaruh tersebut menjangkau, para peneliti membuat permukaan platina dengan undakan kecil berskala atom dan memvariasikan jarak antarundakan. Mereka kemudian mengukur seberapa kuat molekul amonia, karbon monoksida, dan nitrogen monoksida berikatan dengan permukaan tersebut.

Bahkan ketika atom-atom di titik perlekatan memiliki susunan serupa, perubahan jarak ke undakan di sebelahnya mengubah kekuatan ikatan. Efek ini menjangkau beberapa nanometer. Satu nanometer adalah sepermiliar meter, tetapi rentang tersebut cukup untuk menampung puluhan atom yang berjajar berdampingan.

Para peneliti menemukan bahwa efek itu berasal dari elektron yang tersebar di seluruh logam, yang memungkinkan molekul berinteraksi dengan wilayah yang lebih luas daripada lingkungan terdekatnya. Mereka juga mengembangkan model yang memadukan kimia dan fisika untuk menjelaskan mengapa molekul yang berbeda memberikan respons yang berbeda.

Penelitian ini belum menghasilkan katalis berkinerja lebih baik. Sebaliknya, penelitian tersebut memberikan landasan yang lebih kuat bagi perhitungan yang dapat membantu ilmuwan memprediksi sifat-sifat yang berguna dan merancang katalis dengan lebih sedikit proses coba-coba.