金属纳米片卷曲成纳米囊泡

受细胞膜结构的启发，由黄晓青博士（厦门大学化学与化学工程学院固体表面物理化学国家重点实验室）和邵琪博士（苏州大学化学与化工与材料科学学院）领导的研究人员提出了一种仿生策略，利用界面应变作为驱动力将超薄纳米片卷曲成纳米囊泡，从而合成纳米囊泡

为了研究RhRu纳米囊泡的形成机制，首先分别使用透射电子显微镜（TEM）、高角度环形暗场扫描TEM（HAADF-STEM）线扫描和TEM能量色散X射线光谱（TEM-EDS）分析收集了反应中间体的形态和组成

发现在初始阶段形成了纯Rh小纳米片；然后，小纳米片沿横向逐渐生长

随着反应时间的推移，Ru元素逐渐减少，纳米片开始弯曲形成碗状结构。随着反应时间的延长，碗状结构逐渐形成囊泡结构

研究人员得出结论，Ru原子的引入在纳米片结构的卷曲生长中起着关键作用。同时，密度泛函理论（DFT）计算表明，Ru原子使纳米片的卷曲在热力学上更有利

由于其独特的囊泡结构，RhRu纳米囊泡/C显示出优异的氢氧化反应（HOR）活性和稳定性

在50 mV的过电位下，RhRu纳米囊泡/C的质量活性为7.50 A mg（Rh+Ru）-1，是Pt/C（0.31 A mgPt-1）的24.19倍。此外，RhRu纳米囊泡/C基膜电极组件（MEA）显示出1.62 W cm−2的高峰值功率密度（PPD），在氢氧化物交换膜燃料电池（HEMFC）中具有潜在的应用前景

这项工作表明，通过仿生策略设计新结构是可行的，这可以在仿生合成中引起快速关注

这项研究发表在《国家科学评论》杂志上 More information: Juntao Zhang et al, An all-metallic nanovesicle for hydrogen oxidation, National Science Review (2024). DOI: 10.1093/nsr/nwae153