Teoretisk fysiker forudsagde struktur af guldklynge, der hugger kuldioxid

Guld og sølv er vigtige elementer i klyngekemi. De er kemisk meget aktive og forventes således at være nyttige stoffer i fremtidige teknologier. En doktorafhandling fra Jyväskylä Universitet, Finland, viser vellykkede computersimuleringer, der var i stand til at forudsige den atom-præcise struktur af en klynge bestående af 11 guldatomer. Senere, forbindelsen blev observeret at fremskynde nedbrydning af kuldioxid. Resultaterne kan bruges til at udvikle katalysatorer.

Guld og sølv nanocluster kan fremskynde forskellige kemiske reaktioner. M.Sc. Sami Kappa, en teoretisk fysiker, undersøgte guld- og sølvklynger i nanometerstørrelse i sin doktorafhandling. "Apropos nanoklynger, Vi mener normalt relativt store molekyler med en kerne bestående af snesevis af metalatomer, beskyttet af monolag af organiske molekyler, så strukturen er stabil i opløsning. Typisk, det beskyttende lag består af svovl- eller phosphinligander, " siger Sami Kaappa.

I sin forskning, Kaappa brugte computersimuleringer til at studere egenskaber af partikler i nanostørrelse. Beregningerne blev kørt på Sisu supercomputeren i Kajaani, Finland, og Mare Nostrum-supercomputeren i Barcelona.

"Ved brug af simuleringer, vi kan forudsige mulige kemiske strukturer, selvom der kun er lidt eksperimentelle data tilgængelige, " siger Kappa.

CO ₂ -opsplittende klynge observeret

Et af de mest bemærkelsesværdige resultater af afhandlingsforskningen var strukturen af ​​en klynge med 11 guldatomer. Arbejdet er udført i samarbejde med forsøgsgrupper i Canada og Japan.

"Eksperimentalisterne var i stand til at syntetisere og realisere guld-11 klyngen, men den atom-præcise struktur kunne ikke bestemmes på det tidspunkt. Ved hjælp af beregningsmetoder, Jeg kunne bestemme nogle mulige strukturer, hvoraf en enkelt syntes at være mere gunstig end andre. Senere, det eksperimentelle arbejde bekræftede denne forudsigelse, " siger Kappa.

I samme undersøgelse, de fandt ud af, at nedbrydningen af ​​kuldioxid accelereres i nærvær af klyngen.

"I klyngen, en af ​​phosphinliganderne udskiftes til carben, som er en ny type ligand i klynger. Typerne for observation af den katalytiske aktivitet kan bidrage til udvikling af nye teknologier, såsom katalysatorer eller innovationer inden for genanvendelse af skadelige forbindelser. Dette er også fascinerende for en teoretiker, da reaktionen mellem kuldioxid og kulilte stadig ikke er kendt i detaljer, " siger Sami Kaappa.