Nevšední cer

Zvětšit obrázek

Oxid čtyřvalenčního ceru - oxid ceričitý

Cer je nepříliš známý, ale poměrně zajímavý materiál. Je to přechodný kov s teplotou tání asi 795 °C a hustotou 6,77 g/cm³. Podobá se železu a stejně jako ono je měkký a tvárný. Je také velmi reaktivní. Snadno reaguje se vzdušným kyslíkem a tvoří stabilní oxid ceričitý (CeO₂). Pro své dobré oxidační schopnosti se cer využívá v metalurgii k odstranění nežádoucích příměsí různých slitin, ale také ke zlepšení jejich mechanických a tepelných vlastností. Oxid ceričitý se používá ve sklářství k odbarvování skla a snižování jeho propustnosti pro UV záření. Cer se významně uplatňuje jako katalyzátor nejrůznějších chemických reakcí.



Nanotrubky z oxidu ceričitého
Nanotrubky dnes vyrábí kde kdo. Cerové však zatím běžné nejsou. Vědci je vyrobili tak, že nechali spolu reagovat dusičnan ceru s hydroxidem amonným. Reakcí se vytvořil meziprodukt hydroxid ceričitý ve tvaru tyčinek a plátků. Ten rychle ochladili na 0 °C, čímž fixovali vzniklé struktury. Hydroxid nechali vystárnout, přičemž se zbavil vodíku a zůstaly čisté nanotrubky z oxidu ceričitého.

Zvětšit obrázek

Autor výzkumu cerových nanotrubek Wei-Qiang Han (Credit: Brookhaven National Laboratory)

Jaké však budou mít cerové nanotrubky využití? Neoplývají vysokými mechanickými vlastnostmi jako uhlíkové nanotrubky, ale zajímavé jsou jejich chemické a elektrické vlastnosti. Vědci provádějící výzkum věří, že budou velmi dobrým katalyzátorem, jelikož i v prostředí s velmi nízkou koncentrací kyslíku dokáží uvolnit kyslíkové ionty, a tak umožnit či urychlit některé chemické reakce. Oxid čtyřvalenčního ceru lze využít i v konstrukci některých druhů vysokovýkonných palivových článků, u nichž by nanotrubky mohly zvednout účinnost.

Nanotrubky z oxidu ceričitého tedy nenabízí tak široké možnosti jako nanotrubky uhlíkové, ale i přesto naleznou uplatnění. Zvláště když dnes hledáme všechny možné způsoby, jak efektivně vyrábět energii a snižovat její spotřebu. Vědcům proto odpustíme, že módní slovo "nanotrubky" cpou doslova všude. Vždyť koho by zajímal obyčejný "katalyzátor z oxidu ceričitého"?

Hlavní zdroje informací
Cerium Oxide Nanotubes Get Noticed (28. 3. 2006) - Článek o výrobě cerových nanotrubek
Cer - článek na Wikipedii o tomto prvku periodické soustavy
Cerium(IV) oxide - popis oxidu čtyřvalenčního ceru na anglické Wikipedii
Solid-oxide fuel cell - popis palivových článků založených na oxidu v pevném stavu na anglické Wikipedii

Autor píše weblog o vědě a technice Techblog.