导读 俄罗斯科学院的一个化学家小组发现，金属原子而非纳米粒子在精细有机合成中使用的催化剂中起着关键作用。在美国化学学会杂志上报道的这项研
俄罗斯科学院的一个化学家小组发现，金属原子而非纳米粒子在精细有机合成中使用的催化剂中起着关键作用。在美国化学学会杂志上报道的这项研究中，该小组使用多种类型的电子显微镜在反应过程中跟踪催化剂区域，以了解更多关于它是如何进行的。
先前的研究表明，研究反应有两种主要方法。第一个是最基本的：添加成分时，只需观察和/或测量反应即可。这可以通过使用高速摄像机来促进。当然，这种方法不适用于纳米反应。在这种情况下，化学家使用第二种方法：他们试图捕捉反应前后所有成分的状态，然后将它们进行比较以了解更多关于发生的事情。
然而，第二种方法还有很多不足之处，因为无法证明所研究的对象彼此对应。近年来，化学家一直在研究一种新方法：在反应过程中跟踪单个粒子的作用。这种新方法已被证明是有价值的，但它也有局限性——它也不能用于纳米世界中发生的反应。在这项新工作中，研究人员使用了多种类型的电子显微镜和机器学习算法。
为了测试他们的想法，研究人员使用嵌入钯纳米粒子的碳基板作为催化剂。通过使用几种类型的电子显微镜研究使用这种催化剂的反应，然后用结果训练机器学习算法，他们能够在催化剂通过反应时跟踪它的一个区域。他们能够看到除了在反应中发挥作用的纳米粒子之外，还有单个金属原子和簇。进一步的研究表明，大约99%的催化活性是由于钯原子，而不是纳米粒子，尽管它们仅占钯质量的1%。