图为：这些有颜色的无机“花”是由桑迪亚国家实验室研究员Stanley Chou和加利福尼亚大学Merced的同事Vincent Tung以喷墨印刷工艺制造出来的，该工艺使用二硫化钼作为“开花”的氢气催化剂，比铂更便宜，而且效率相当。

    总所周知，氢燃料汽车代替日常汽油车可以大大减少碳排放。那么，我们该怎么提高氢气的生产效率呢？

    然而，我们所不知道的一个原因是氢燃料电池所需的铂催化剂太贵。

    由桑迪亚国家实验室和加利福尼亚大学主导的研究，Merced旨在降低氢燃料电池的成本，使用一种便宜的化合物来构建类似于植物叶子的不平坦表面。增大表面积有助于像铂一样有效地催化氢气。  

    桑迪亚材料科学家Stanley Chou和加州大学默塞德分校的Vincent  Tung已经申请了喷雾印花工艺的联合专利，该工艺使用了廉价的二硫化钼。与其他二硫化钼结构相比，涟漪“叶”增加的表面积产生了三倍的催化接触点，创新点在于可以处理比铂更高的温度，而无需烧结和上胶。

    这项工作是为了更经济地使用氢燃料汽车而做的一部分努力，因为它们排放的是水而不是一氧化碳或二氧化碳。

    以自然为盟友  

    他说，生产方法是以自然为盟友而非阻碍。 “在传统思维中，必须克服诸如重力、粘性、表面张力等力量才能达到你所期望的制造形状，我们认为，不要局限于这些力量，为什么不用它们去做一些有用的事情呢？ ”

    董表示，该方法创意来源于自然，旨在生产极其便宜的燃料电池的终端材料，以释放氢气。他说：“印刷过程可以长时间持续的沉积，并具有扩大工业规模的能力。”

    该团队将二硫化钼与水混合，并使用印刷工艺将微米尺寸的液滴排入高约2英尺的封闭区域。当它们掉落时，液滴首先分离成亚纳米级的状态。当它们下降时，它们进一步干燥，它们的体积收缩产生不均匀的3D表面，非常像植物的叶子，具有小的山脊、丘陵、运河、洞穴和隧道。相互着陆在基材上，“叶子”仍然足够湿润以此来粘合，就像通过胶水的小滴粘附在关键点上一样。因此，纳米结构并没有失去其特性，相反，为了保持它们的特性，在它们之间相互创建了小的隧道，这使得氢原子能够尽最大可能地通过化学键作用。

    Chou说，创建一个生物的三维形式的灵感源于研究角质层折叠过程，这是植物用于控制叶片表面扩散和渗透性的机制。

    他说：“我们将催化剂视为一种无机材料，就像植物一样，纳米结构像叶子一样，形状各异，起伏很小。但它采用外部材料是生产氢气而不是氧气，有一天可能会受到日光照射。”现在，这项工作还不够热门。

    Tung回忆道，当一个170磅重的学生不小心摔倒，不知不觉地踩到了第一个二硫化钼催化剂上时，有趣的是，反而解决了这种偶然形成的结构的疑问。几百纳米厚的二硫化钼被搁在一平方厘米的碳基材上。通过电镜观察显示，微小的结构完好无损。  “叶子”也被证明是持久的，持续生产了六个月的氢气。