2022年08月20日更新 原子级精确纳米团簇的分层自组装

申炎安
导读 金属纳米团簇是一类新兴的模块化纳米材料,因为它们具有原子级精确的结构、迷人的特性和潜在的应用。基于簇的超分子组装这一主题代表了最

金属纳米团簇是一类新兴的模块化纳米材料,因为它们具有原子级精确的结构、迷人的特性和潜在的应用。基于簇的超分子组装这一主题代表了最具活力的领域之一,最近已成为纳米簇科学的新“增长点”。这种组装起源于不同类型的簇间相互作用,例如化学键、氢键、静电、范德华、π-π 和 CH-π 相互作用。

一方面,由于簇-连接器-簇组装系统的协同作用,这些基于簇的聚集体相对于它们的组成簇构建块通常表现出增强的性能(例如,稳定性和荧光)。另一方面,纳米团簇的精确结构允许对团簇间相互作用模式的原子级理解,这些知识进一步指导我们可控地构建分层组装的团簇纳米材料。然而,到目前为止,不同阵列中簇纳米构件的可控组装仍然具有挑战性。

在《国家科学评论》上发表的一篇新论文中,安徽大学()和南京大学()的科学家报告了原子级精确纳米团簇的分层自组装。在Ag 29 (SSR) 12簇纳米构建框架(其中SSR为1,3-苯二硫醇)的基础上,朱满洲教授和他的同事有选择地构建了基于簇的一维线性链、二维网格网络,以及在不同溶剂结合的 Cs +阳离子存在下的 3-D 超结构。这些基于簇的组件的晶体结构已被成功确定。这些 Ag 29 (SSR) 12的分层自组装在像差校正的 HAADF-STEM(高角度环形暗场扫描透射电子显微镜)的帮助下,不仅可以观察到纳米结构单元的结晶态,还可以观察到它们的非晶态。

“这种基于Ag 29的组件在溶液和结晶薄膜中都表现出可区分的光学吸收和发射;这种差异源于它们不同的表面结构和晶体堆积模式,”他们说,“此外,这些基于簇的组件的表面积是评估,当簇纳米构件组装成二维阵列时,其最大值出现。二维阵列组装赋予这些基于簇的框架最好的储气能力。”

“这项工作提供了一个令人兴奋的例子,通过简单地控制簇表面上的吸附分子,原子级精确纳米簇的分层组装,”他们补充说,“我们相信这项工作将为更多涉及超分子化学的未来工作提供启示。金属纳米团簇。”

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