Hierarkisk selvsamling af atomisk præcise nanoclusters

Metal nanoclusters er en ny klasse af modulære nanomaterialer på grund af deres atomisk præcise strukturer, fascinerende egenskaber, og potentielle applikationer. Emnet klyngebaseret supramolekylær samling repræsenterer et af de mest dynamiske områder og er for nylig dukket op som et nyt "vækstpunkt" inden for nanocluster-videnskab. Sådanne samlinger stammer fra forskellige typer inter-cluster interaktioner såsom kemisk binding, hydrogenbinding, elektrostatisk, van der Waals, π-π og C-H-π interaktioner.

På den ene side, disse klyngebaserede aggregater viser typisk forbedret ydeevne (f.eks. stabilitet og fluorescens) i forhold til deres konstituerende klyngebyggesten, på grund af synergien fra cluster-linker-cluster assembly-systemet. På den anden side, de præcise strukturer af nanoclusters muliggør forståelsen af ​​inter-cluster interaktionstilstande på atomniveau, og sådan viden guider os yderligere til kontrollerbart at konstituere hierarkisk sammensatte klyngebaserede nanomaterialer. Imidlertid, indtil nu, den kontrollerbare samling af klynge nano-byggeklodser i forskellige arrays er fortsat udfordrende.

I et nyt papir offentliggjort i National Science Review , forskere ved Anhui Universitet (Kina) og Nanjing Universitet (Kina) rapporterede om den hierarkiske selvsamling af atomisk præcise nanoklynger. På grundlag af Ag ₂₉ (SSR) ₁₂ cluster nano-building framework (hvor SSR er 1, 3-benzen dithiol), Professor Manzhou Zhu og hans kolleger konstruerede selektivt klyngebaserede 1-D lineære kæder, 2D-netværk, og 3-D overbygninger i nærvær af forskellige opløsningsmiddelforbundne C'er ⁺ kationer. Krystalstrukturer af disse klyngebaserede samlinger er blevet bestemt med succes. Den hierarkiske selvsamling af disse Ag ₂₉ (SSR) ₁₂ nano-byggesten er ikke kun blevet observeret i deres krystallinske tilstand, men også i deres amorfe tilstand, ved hjælp af det aberrationskorrigerede HAADF-STEM (højvinkel ringformet mørkt felt scanning transmission elektronmikroskop).

"Sådan Ag ₂₉ -baserede samlinger viser skelnelige optiske absorptioner og emissioner i både opløsninger og krystalliserede film; sådanne forskelle stammer fra deres forskellige overfladestrukturer og krystallinske pakningsmåder, " siger de, "Desuden, overfladearealerne af disse klyngebaserede samlinger evalueres, hvis maksimale værdi opstår, når klyngens nano-byggeblokke samles i 2-D-arrays. 2-D-array-samlingen giver den bedste gaslagringskapacitet i disse klyngebaserede rammer."

"Dette arbejde præsenterer et spændende eksempel på den hierarkiske samling af atomisk præcise nanoclusters ved blot at kontrollere de adsorberede molekyler på klyngens overflade, " tilføjer de, "og vi tror, ​​at dette arbejde vil kaste lys over flere fremtidige værker, der berører den supramolekylære kemi af metal nanoclusters."