科学家们成功绘制出铂原子结构图——这可能彻底改变催化作用领域

偶然相遇促成突破

"此前，单个铂原子只能通过电子显微镜的'透镜'观察——虽然图像震撼，却无法揭示其催化特性，"Pérez-Ramírez表示。他与Copéret共同探索如何更精确地表征单个铂原子。此次合作始于NCCR Catalysis项目会议期间的一次偶然相遇。

会后，两位研究者萌生了尝试核磁共振技术的构想。该方法基于医院MRI技术原理，通常用于实验室分子研究：强静磁场中的原子核自旋会对特定共振频率的振荡磁场产生响应。分子中的共振频率取决于内部原子的排列方式。"同理，单个铂原子的共振频率受其邻近原子（如碳、氮或氧）及其相对于静磁场的取向影响，"Copéret解释道。

这导致多种共振频率产生，宛如交响乐团中的不同音调。辨别特定音调源自何种乐器并非易事。"机缘巧合，我们在里昂访问时有人偶遇了同期到访的奥胡斯大学模拟专家，"Copéret说。他强调此类相遇及其催生的合作对科学进步至关重要。该模拟专家与苏黎世联邦理工学院合作者共同开发了计算机代码，成功从混杂信号中筛选出单个铂原子的多种"音调"。

原子环境图谱构建

这一突破最终实现了对单原子催化剂的精准描述：研究团队得以绘制显示铂原子周围原子类型与位置的图谱。"该分析方法确立了该领域的新基准，"Pérez-Ram基准，"Pérez-Ramírez评价道。

凭借这种广泛适用的方法，单原子催化剂的生产方案可被优化，使所有铂原子获得定制化使所有铂原子获得定制化环境。这是团队面临的下一个挑战。"从知识产权角度看，我们的方法同样重要，"Copéret指出："能在原子层面精确描述催化剂，使我们能够通过专利保护这些创新成果。"