导读 由 KAUST 研究人员创建的独特的铜原子纳米团簇可以作为指导新催化剂和显像剂设计的路线图。甲纳米簇是一种类型的纳米颗粒，其中的研究人

由 KAUST 研究人员创建的独特的铜原子纳米团簇可以作为指导新催化剂和显像剂设计的路线图。甲纳米簇是一种类型的纳米颗粒，其中的研究人员已经查明每个原子的精确布置，与他们的键长和键角沿。这些详细信息使研究人员能够根据相关集群的组成和结构预测其属性。“它提供了一个实用的模型，通过结合实验和理论计算来理解结构和物理化学性质之间的内在相关性，”KAUST 催化中心的 Ren-Wu Huang 说，他是新发现背后的团队的一部分。

纳米团簇通常为 1-3 纳米宽，并组织成核和壳。核的原子结构可以决定纳米团簇的结构、尺寸和光学性质，而壳则影响其稳定性、溶解性和催化活性。

含有铜、银和金的纳米团簇具有作为催化剂的潜在用途，或作为活细胞中的无毒发光成像剂。尽管银和金纳米团簇得到了很好的研究，但铜纳米团簇却被忽视了，部分原因是金属倾向于与空气中的氧气发生反应。

KAUST 团队现已创建了迄今为止最大的铜基纳米团簇，他们正在使用一系列技术对其进行研究，包括 X 射线晶体学和电喷雾电离质谱法。每个 2.8 纳米宽的簇包含 81 个铜原子、46 个苯硫醇分子、10 个叔丁胺分子和 32 个氢阴离子。

纳米团簇通常具有被对称壳包围的多面体核。但是新的铜纳米团簇有一个由 17 个铜原子组成的扁平核，排列成重复的三角形图案。“在先前报道的金属纳米团簇中从未观察到这种平面核心，”领导该团队的 Osman M. Bakr 说。

纳米团簇还有一个非常不寻常的半球形壳，高 1.5 纳米，被苯硫醇分子覆盖。半球曲面和平面之间的差异表明平面具有更高的反应性。此外，计算计算提供的证据表明，这些分子的排列有助于缓解晶体内不同簇之间的电荷转移，这在未来的应用中可能至关重要。

“铜纳米团簇的开发仍处于起步阶段，”黄说。“因此，我们下一阶段的研究将是合成更大尺寸和新颖结构的铜纳米团簇，并探索它们在催化领域的潜在应用。”