Международная группа физиков и химиков из Стэнфордского университета и Корейского института передовых технологий (KAIST) совершила прорыв, который еще недавно казался теоретически невозможным. Исследователи синтезировали однородный нанокристалл, состоящий из пяти разных металлов — рутения, железа, кобальта, никеля и меди, — который демонстрирует исключительную стабильность и каталитическую активность.
Сложность задачи заключалась в фундаментальном химическом принципе: при смешивании стольких разнородных компонентов неизбежно образование хаотичной, нестабильной структуры. Однако в данном эксперименте произошло обратное: смесь самопроизвольно организовалась в идеально упорядоченную частицу размером всего в несколько нанометров. Секретом, как выяснили ученые, оказалась медь. Этот металл отказывается смешиваться с рутением, выступая в роли своеобразного «архитектора»: он упорядочивает остальные компоненты, задавая им строгую кристаллическую структуру и не позволяя образовывать аморфные сгустки .
Результаты исследования, опубликованные 11 мая 2026 года, имеют важное прикладное значение. Нанокристаллы с пятью металлами продемонстрировали рекордную эффективность в качестве катализаторов для реакций, критически важных для «зеленой» энергетики. В частности, они ускоряют процесс расщепления воды на водород и кислород, причем скорость реакции оказалась в несколько раз выше, чем у традиционных платиновых катализаторов. Это открывает путь к значительному удешевлению производства чистого водорода — экологичного топлива, которое рассматривается как альтернатива ископаемым энергоносителям.
Помимо водородной энергетики, новые материалы могут найти применение в химической промышленности, где катализаторы на основе драгоценных металлов, таких как платина и палладий, составляют значительную долю себестоимости продукции. Замена платины на значительно более дешевый рутений в сочетании с доступными металлами — железом, кобальтом, никелем и медью — может радикально снизить издержки.
Российские ученые также ведут активные исследования в этом направлении. Ранее отечественные химики разработали катализатор на основе рутения, который заменяет платину в процессе получения чистого водорода из воды, сокращая расход драгоценного металла в тысячи раз . Новое международное открытие дополняет эти разработки, предлагая еще более эффективную комбинацию металлов.
Таким образом, прорыв в материаловедении, о котором идет речь, может дать мощный толчок всей отрасли возобновляемой энергетики, приблизив момент, когда «зеленый» водород станет экономически конкурентоспособным источником энергии.
