Структура платиновой поверхности влияет на силу связи молекулы с металлом даже в нескольких нанометрах от места контакта. Международная группа показала это для аммиака, угарного газа и оксида азота: характерный радиус влияния составил соответственно около 7, 6 и 4 нанометров. Работа опубликована 29 октября в Science.

Химическую связь обычно удобно представлять как локальное взаимодействие молекулы с одним или несколькими ближайшими атомами. Исследователи изготовили платиновые поверхности с регулярно расположенными атомными ступенями и меняли расстояние между ними, используя решётку металла как линейку. Затем по скорости отрыва молекул определяли энергию их связи. Положение соседней ступени меняло эту энергию вплоть до 0,2 электронвольта, хотя сама ступень находилась в нескольких нанометрах от места посадки молекулы.

Причину авторы связали с электронными состояниями металла, которые распределены по твёрдому телу, а не заперты возле одного атома. Разработанная ими модель объединила описание молекулярных орбиталей с зонной структурой металла и объяснила, почему три вещества дают разные масштабы эффекта. На палладии дальнее влияние оказалось значительно слабее, что дополнительно поддержало это объяснение. Описание эксперимента опубликовал Институт фундаментальных наук Республики Корея.

Результат особенно важен для нанокатализаторов: частицы платины сами могут быть размером всего в несколько нанометров, поэтому на связь молекулы способна влиять заметная доля всей частицы, а не только ближайшие атомы активного центра. Это означает, что модели, учитывающие лишь локальное окружение, могут пропускать существенную часть химии поверхности. Но исследование пока не создало более эффективный катализатор: оно установило механизм в контролируемом опыте на двух металлах и трёх молекулах и дало основу для более полных расчётов.