杨扬教授课题组在固体表面应变的原子级精准调控取得重要进展

近日，十大网投官方入口杨扬教授课题组，在固体表界面的原子级精准构筑领域取得研究进展。相关工作以“Continuous strain regulation of palladium-gold at the atomic level”为题，发表于纳米科技领域顶级期刊《Nano Letters》。

固体表面原子排列是与表界面相关的多个学科共同关心的重要科学问题。以催化剂为例，当其表面结构发生原子级的极细微变化，便有可能对催化剂的各方面性能产生极显著影响。但是，对固体表面实现原位、连续的原子级精准调控十分具有挑战性，尤其是缺少有效的实验仪器。

杨扬教授课题组结合化学学科的固液界面分子吸附过程、材料学科的原子级间距策略、机械工程学科的悬臂梁受载荷结构设计，以及控制学科的驱动单元运动方向自动化变换，通过自主仪器研发，制造了首台原子级机械可控表面应变仪器（MCSS）。

作为该仪器的一个示例性应用，本工作对Pd/Au双金属催化剂进行了原位、连续的原子级精准应变调控，研究了该催化剂发生原子级结构变化时其催化活性的演变趋势。研究表明，原子级应变调控能够加速固液界面的电子转移，显著提高Pd/Au双金属催化剂的析氢性能。通过引入对固体表面结构变化具有原子级灵敏度的欠电位沉积和原位XRD两个实验，研究人员证实了析氢性能的提高正是来源于固体表面的原子级晶格拉伸应变。理论模拟计算也揭示了双金属催化剂中的拉伸应变能够改变Pd活性位点的电子结构，从而促进氢中间产物的解吸。

这项工作为在原子级尺度研究固体材料的构效关系提供了一种新的仪器方法。该工作主要由厦门大学杨扬教授、王少杰副教授和辽宁科技大学韩露教授共同指导完成，我院2020级博士研究生梁青满为论文第一作者。该工作得到了国家基金委、厦门大学工学部、固体表面物理化学国家重点实验室等单位的资助和支持。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c01395