В химии есть два мира: в одном катализатор — твёрдая частица, на которой реакция идёт на поверхности; в другом — растворённая молекула, где всё происходит вокруг одного металлического центра. Эти миры редко встречаются. Но в новой работе они сошлись.

Исследователи взяли оксид железа — чёрный порошок, из которого делают магнитные ленты, — и рассеяли по его поверхности одиночные атомы родия, металла из той же семьи, что платина. Затем пустили газообразный водород. Оказалось, каждый атом родия хватает молекулу водорода и разрывает её на два атома, но не отпускает их гулять по поверхности. Они остаются при нём, как две пристёгнутые лямки рюкзака.

Такое поведение раньше видели только у растворимых комплексов родия, где металл тоже удерживает оба атома водорода при себе. А на поверхности металлических наночастиц водород обычно расходится по сторонам. Здесь же — ни шагу в сторону. Расчёты подтвердили: превращение молекулы водорода в такую пару происходит без энергетического барьера, само собой.

Это значит, что одиночные атомы на оксиде могут работать как мостик между двумя подходами в катализе. Химики смогут переносить рецепты из пробирки на поверхность твёрдого катализатора — и наоборот. А это путь к более точным и дешёвым процессам, от очистки нефти до производства лекарств.