Nanomateriais com interior vazio e compostos de uma combinação de metais nobres são mais eficientes como catalisadores do que seus semelhantes maciços e bimetálicos. É o que mostra a pesquisa de Thenner Silva Rodrigues, pesquisador e doutorando pelo Instituto de Química da USP. Seus resultados mostram uma configuração interessante de nanopartículas  a ser trabalhada para fins de catálise, processo amplamente usado pela indústria.

O fato de as partículas serem ocas amplia a superfície de contato do reagente com o catalisador, resultando numa reação mais rápida e eficiente. As estruturas, além de terem o interior vazio, podem ser porosas, o que representa mais um ganho significativo de área superficial.

Além disso, a junção de metais nobres garante o chamado "efeito sinérgico", ou seja, a combinação e potencialização das propriedades de cada elemento. O efeito de dois metais juntos é mais eficiente do que de cada um separadamente.

As nanopartículas são feitas pelo "método mediado por sementes", em que pequenos moldes são fabricados, e os metais de escolha são posteriormente depositados sobre os modelos. Porém, para que seu interior fique livre para a ocupação de reagentes, é necessário que o material depositado seja mais nobre que o material de que é feita a semente.

Isso tem a ver com a capacidade do metal de roubar elétrons - quanto maior essa capacidade, maior sua nobreza. Thenner explica: "por exemplo, sendo o molde de prata, ela perde um elétron e vira prata + (Ag+) porque, ao adicionarmos um ouro + (Au+), ele captura esse elétron da prata e vira o ouro 0 (Au) de interesse". Por meio desse processo de "roubo" de elétrons, o ouro vai corroendo a semente prata, formando poros e, eventualmente, uma cavidade oca no interior do nanomaterial.

O "caminho" que o metal mais nobre traça começa pelos chamados "sítios de defeito", áreas mais reativas da estrutura. Conforme o metal "cava" formam-se os denominados "caminhos preferenciais", até que a corrosão começa a acontecer também de fora dentro. Porém, para evitar que as nanopartículas se desintegrem, é preciso ter controle preciso da sua composição.

Reação de Suzuki

Uma das maneiras de testar a eficiência dos nanomateriais é a chamada reação de Suzuki. Ganhadora do Prêmio Nobel de 2010, a reação consiste na junção de duas moléculas (que podem ser diversas) para a formação de uma maior. O diferencial é que ela conseguiu reduzir para uma etapa um processo que precisava de 10 ou mais reações para acontecer.

Com aplicações da área farmacêutica à fabricação de pesticidas, a reação só ocorre com a presença de paládio, metal nobre. Mesmo que seja mais eficiente do que enfrentar todas as etapas da reação que teriam que ocorrer sem a ajuda do metal, o catalisador a base de paládio usado atualmente é caro e pouco eficiente. A nanotecnologia entra aí como uma alternativa promissora a essa reação importante. "O que se tenta fazer é desenvolver catalisadores cada vez mais ativos e reutilizáveis de paládio para otimizar esse processo."

É importante lembrar que para que esses catalisadores obtenham o efeito desejado, é necessário ter o controle minucioso da composição das nanopartículas. O caráter promissor da nanotecnologia em catálise já é bem conhecido, mas nem sempre sua composição segue padrões rígidos. O trabalho de Thenner é justamente nesse sentido, de controlar a preparação dos nanomateriais para ter controle das suas propriedades físicas e químicas.

Um trabalho controlado apresenta uma série de vantagens. "O interessante das nossas sínteses é que elas são bastante reprodutíveis. Uma vez que o procedimento é bem estabelecido, eu consigo reproduzir sempre", ele conclui.