Исследование стабильности металлорганических каркасных структур под действием электронного пучка

Металлорганические каркасные структуры (МОК) представляют собой важный класс пористых координационных полимеров, состоящих из ионов металлов, связанных между собой органическими молекулами — линкерами.

МОК являются перспективными материалами для применения в электрохимии, фотохимии, катализе, а также в роли сорбентов газов, сенсоров и нанореакторов. Они также могут быть использованы для синтеза атомно-дисперсных катализаторов и пористых материалов методом пиролиза. Однако нестабильность МОК под действием электронного пучка значительно затрудняет исследование этих материалов с помощью электронной микроскопии — ключевого метода определения характеристик наноразмерных систем.

Учёные Лаборатории металлокомплексных и наноразмерных катализаторов Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН провели систематическое исследование стабильности металлорганических каркасных структур различного состава и топологии при их анализе посредством просвечивающей электронной микроскопии. В результате было выявлено необычное динамическое поведение металлических наночастиц, образующихся в результате воздействия электронного пучка.

Так, наночастицы железа оказались стабильными. В случае наночастиц меди наблюдалась мгновенная сублимация. Наночастицы никеля вращались вокруг своей оси. Образовавшиеся под действием электронного пучка наночастицы кобальта подобны жидкости и демонстрируют удивительное динамическое поведение: они меняют свою форму, движутся вдоль поверхности носителя, сливаются друг с другом и распадаются на несколько частиц. Для более глубокого понимания процессов, происходящих с наночастицами кобальта, был проведён анализ их динамики с помощью нейронной сети, который выявил корреляции между формой и размером наночастиц и характером их поведения.

Работа опубликована в журнале Phisycal Chemistry Chemical Physics.

Источник: ИОХ РАН.