2019-02-21 20:04:01
3D打印蝴蝶形钯subnano簇

小型化是进步的口号。纳米科学研究了几个原子的结构,一段时间以来一直处于化学的最前沿。最近,东京大学的研究人员开发出了构建亚纳米尺寸金属骨料的新策略,将小金属簇构建成更宏伟的3-D架构。他们的创作可能具有真正的工业价值。

Nanochemistry提供一系列经典设计形状,例如立方体,棒,线,甚至“纳米薄片”,均由原子簇构成。 Uni Tokyo工业科学研究所(IIS)的团队用贵金属钯(Pd)制造纳米片。在一项新的研究中,他们将这些2-D构建块融入了独特的3-D设计中。

制作纳米片的一种聪明方法是使用模板 - 有机分子作为金属原子的框架。 IIS团队超越纯有机模板,使用有机硅(一种基于三个硅原子的分子)构建四个Pd原子的弯曲或“蝴蝶形”片。通过与从硅中悬挂的苯环键合来稳定这些金属。

“看看Pd4分子的结构,我们看到了通过化学连接体将这种多片连接在一起的潜力,”化学 - 欧洲期刊研究的共同作者Kento Shimamoto说。 “鉴于正确的模板,我们推断,我们可以将集群的维度从二维表扩展到第三维。”

建立稳定的纳米团簇,即使是二维,也不容易,因为缺乏适当的模板分子,使金属物种紧密靠近。然而,金属中心可以稳定地连接在一起,同时通过使用诸如氯的桥接原子保持舒适的距离。由于金属 - 金属相互作用,所得簇通常具有独特的化学性质。

因此,该团队选择了一种新的有机硅模板,其中含有两个氯原子,取代了部分有机区域。使钯源与这种新模板反应产生的不是2-D薄片,而是产生含有6个Pd原子的3-D簇。这些金属显然形成了一对Pd4四面体(共享两个原子),由氯桥接,迫使Pd原子足够接近以相互键合。

“3-D亚纳米团簇具有作为催化剂和功能材料的真正潜力,”主要作者Yusuke Sunada说。 “但它们的功能在很大程度上取决于对其形状的精确控制。有机硅很容易获得,并提供了一个设计多种结构的平台,以工业可行的方式将多个簇连接成更大的分子。”

猜您喜欢的其它内容