En chimie, il existe deux mondes : dans l'un, le catalyseur est une particule solide sur laquelle la réaction se produit en surface ; dans l'autre, c'est une molécule dissoute où tout se passe autour d'un centre métallique unique. Ces mondes se rencontrent rarement. Mais dans ces nouveaux travaux, ils se sont rejoints.

Les chercheurs ont pris de l'oxyde de fer — une poudre noire utilisée pour fabriquer des bandes magnétiques — et y ont dispersé des atomes de rhodium isolés, un métal de la même famille que le platine. Puis ils ont introduit de l'hydrogène gazeux. Il s'est avéré que chaque atome de rhodium attrape une molécule d'hydrogène et la scinde en deux atomes, mais ne les laisse pas se promener à la surface. Ils restent accrochés à lui, comme deux sangles de sac à dos attachées.

Ce comportement n'avait été observé auparavant que sur des complexes de rhodium solubles, où le métal retient également les deux atomes d'hydrogène. En revanche, à la surface de nanoparticules métalliques, l'hydrogène se disperse généralement. Ici, pas un pas de côté. Les calculs confirment : la transformation de la molécule d'hydrogène en une telle paire se produit sans barrière énergétique, spontanément.

Cela signifie que les atomes isolés sur l'oxyde peuvent servir de pont entre deux approches en catalyse. Les chimistes pourront transférer des recettes de l'éprouvette à la surface d'un catalyseur solide — et inversement. C'est une voie vers des procédés plus précis et moins coûteux, du raffinage du pétrole à la production de médicaments.