Пока что доступно несколько методов для измерения каталитической активности отдельных или нескольких наночастиц. «Токи, которые необходимо измерить, чрезвычайно малы, и нужно найти одну или несколько наночастиц, чтобы измерить их воспроизводимо», – объясняет Шухманн. Исследовательская группа, которая сотрудничает с Университетским альянсом Рур, показала, что такие анализы также возможны с высокой производительностью, а именно с помощью сканирующей электрохимической микроскопии клеток.
Разработка новой справочной системы
До сих пор этот метод не использовался для этой цели, потому что наночастицы нужно было тестировать в сложных химических условиях, и, таким образом, возникали большие неточности измерений.
Это сделало невозможным надежную интерпретацию результатов. В своей текущей работе исследователи разработали новую эталонную систему для сканирующей электрохимической микроскопии клеток. Благодаря грамотному использованию стабильного внутреннего стандарта они устранили неточности измерений и обеспечили длительные измерения в заданных условиях с высокой пропускной способностью.
Анализ самодельных наночастиц
Исследователи получили частицы углерода с включениями азота и кобальта на стеклоуглероде, причем частицы присутствовали на поверхности либо индивидуально, либо группами из нескольких частиц. В одном эксперименте они смогли использовать сканирующую электрохимическую клеточную микроскопию для определения электрохимической активности всех этих отдельных частиц или групп частиц.
Частицы катализируют так называемую реакцию выделения кислорода. Электролиз воды производит водород и кислород – лимитирующей стадией в этом процессе в настоящее время является частичная реакция, в которой выделяется кислород; более эффективные катализаторы для этой частичной реакции облегчили бы производство водорода.