斯科尔科沃理工学院研究团队报告称，其揭示了核壳纳米催化剂中一种“远程调控”的物理机制：通过调整金属核心的化学成分及内部结构状态，可在不直接改变铂层本身的情况下，独立调节超薄铂壳的性质。研究认为，这一机制有望支持开发用于氢能相关反应与废气净化的催化材料，在保持催化效率的同时，将铂等稀缺贵金属用量较现有产品降低数倍。

该成果发表于《Materials Today Energy》。研究对象为核壳纳米粒子结构：由一种或多种金属构成的核心外覆一层超薄铂壳。铂因催化性能突出而被广泛使用，但受限于资源稀缺与成本因素，如何提升其利用效率一直是相关研究方向。

研究团队指出，核壳纳米粒子的可调控性主要来自两项“杠杆”——核心的成分以及核心的结构形态。研究人员采用基于密度泛函理论的计算模拟，系统评估了不同核心金属（银、金、铜、铱、钯、铑、钌）以及一种包含上述七种金属的高熵合金核心，对铂壳催化性能的影响。同时，研究还对无序的非晶态核心与传统晶态核心的差异进行了细致比较。

论文主要作者、斯科尔科沃理工学院材料中心高级研究科学家伊利亚·切普卡索夫表示，核心在该类纳米粒子中并非被动支撑结构，而是铂壳性质的“主动调节器”。研究显示，通过改变核心的化学成分与晶体状态，可以直接影响铂表面的电子结构与反应活性。

研究团队进一步描述了核心影响铂壳的路径：不同金属组成的核心可通过多种方式共同作用于铂层，包括改变铂的电子性质，并对铂原子晶格产生轻微“压缩”或“拉伸”，从而调节其化学活性。研究给出的示例是，当核心为铜时，铂表面电子密度增加，使其更易吸附氧分子；该过程被认为是燃料电池中的关键环节之一。

斯科尔科沃理工学院材料中心教授、工业导向计算发现实验室负责人亚历山大·克瓦什宁表示，相关结果为催化剂的理性设计提供了原则性依据。他指出，核心成分（包括过渡金属或高熵合金）与结构状态的组合，构成两项相互独立且有效的调参手段，可用于更精确地优化催化活性、稳定性与选择性，并为开发高性能、低铂含量体系奠定基础。

研究还强调了超薄铂壳的工程意义：铂层越薄，核心对其影响越显著；当铂壳接近单原子层时，每个铂原子的利用效率可被最大化，从而为在不降低活性的前提下显著减少贵金属用量提供路径。