Автор AZoNano 16 марта 2021 года

Медные наноматериалы с кубической формой, настолько совершенной, что они образуют аккуратно выровненные стопки при объединении, были созданы исследователями из KAUST. Кубовидные нанокластеры меди, разработанные рациональным дизайном, являются новым членом экзотического семейства наноматериалов, которые продемонстрировали много многообещающих свойств, но по-прежнему остаются очень сложными в изготовлении.

« Медные наноматериалы – это класс материалов, которые демонстрируют полезные свойства в области фотолюминесценции и катализа», – говорит Рен-Ву Хуанг, постдок из лаборатории Османа Бакра, руководивший исследованием. Существует большой интерес к синтезу новых медных наноматериалов, чтобы понять, как их структура влияет на их функции.

Медные нанокластеры, которые имеют структуру атомарной точности, являются одними из немногих медных наноматериалов, которые могут обеспечить такое понимание на атомном уровне, потому что их общая структура может быть определена с помощью дифракции рентгеновских лучей на монокристалле. «Однако синтез нанокластеров меди по-прежнему представляет собой серьезную проблему, и его темп развития медленный по сравнению с нанокластерами, сделанными из родственных ему металлов, серебра и золота», добавляет Хуанг.

В своей последней работе команда стремилась создать богатый водородом полигидридный нанокластер меди (PCN). «Чтобы создать нанокластеры кубовидной формы, мы добавили трифенилфосфин (Ph3P) в нашу реакционную систему синтеза», – говорит Бакр . Основываясь на ранее синтезированных структурах PCN, команда предсказала, что трифенилфосфин с его жесткой конической структурой поможет создать новый нанокластер кубовидной формы.

Темно-оранжевые блочные кристаллы, которые команда выделила из реакционной смеси, действительно оказались новой структурой PCN с предсказанной кубовидной формой. Рентгеновская дифракция на монокристалле показала, что в сердце каждого нанокластера содержится 23 атома меди.

Это ядро ​​окружали восемь трифенилфосфиновых групп, образующих восемь углов куба.

Поразительно, но каждый темно-оранжевый кристалл состоял из множества кубовидных нанокластеров, аккуратно уложенных вместе в идеально выровненные ряды и столбцы. «Мы обнаружили, что тонкая синергия между формой куба и межкластерными нековалентными связующими взаимодействиями, такими как водородные связи и ван-дер-ваальсовы взаимодействия, является основной движущей силой уникальной простой кубической самосборки нанокластеров, "Хуан говорит.

Несмотря на последние открытия группы, исследования нанокластеров меди все еще находятся в зачаточном состоянии. «Ключевые вопросы о механизме роста, эволюции структуры и взаимосвязи структура-свойство кластеров еще предстоит решить», – говорит Бакр . « Мы стремимся пролить свет на эти проблемы и продвигаться вперед с использованием потенциала кластеров для важных каталитических реакций .»

Источник: https://www.kaust.edu.sa/en