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    Sintetizando un superátomo:abriendo puertas a su uso como sustitutos de los átomos elementales

    Basado en el método de plantilla de dendrímero, grupos que constan de 3, 12, Se han sintetizado 13 y otros átomos. La naturaleza superatómica de tipo halógeno de Ga13 se observó estructural y electroquímicamente como completamente diferente a los otros grupos. Los resultados de estos grupos de galio han proporcionado candidatos para superátomos. Crédito:Tecnología de Tokio

    'Superatom' es un nombre dado a un grupo de átomos que parecen exhibir propiedades similares a los átomos elementales. Los científicos han mostrado un interés particular en las estructuras superatómicas, ya que se pueden vincular con átomos para producir moléculas, y potencialmente utilizarse para sustituir ciertos elementos en muchas aplicaciones.

    Pero para que los superatomos se utilicen de forma eficaz, deben estar especialmente diseñados para que se asemejen a las características de los elementos correspondientes. Esta transformación depende de la combinación específica de electrones utilizada. Por ejemplo, cuando un átomo de aluminio con 3 electrones de valencia (electrones de la capa externa que pueden contribuir a la formación de enlaces químicos) se agrega al superátomo de aluminio-13, las propiedades cambian a las de un superátomo de aluminio-14. Debido a esta modificabilidad de los superátomos, Es importante investigarlos y comprenderlos mejor. Pero la investigación previa ha sido principalmente teórica, y se centró principalmente en grupos individuales. La investigación tampoco ha podido sintetizar agrupaciones superatómicas con volumen y estabilidad suficientes para una aplicación práctica.

    En un estudio reciente, científicos de Tokyo Tech y ERATO Japan Science and Technology, dirigido por el Dr. Tetsuya Kambe y el Prof. Kimihisa Yamamoto, Cúmulos fabricados del elemento galio (Ga) en solución para demostrar los efectos de cambiar el número de átomos en un cúmulo sobre las propiedades del cúmulo. El equipo sintetizó grupos de Ga de 3, 12, 13 y otros números de átomos utilizando un sintetizador de superatomos especializado. Caracterizar y analizar las diferencias estructurales entre los clusters sintetizados, Se capturaron imágenes de microscopía electrónica de transmisión y se realizaron cálculos utilizando herramientas de computación.

    La espectrometría de masas reveló que los grupos de 13 y 3 átomos tenían una periodicidad superatómica. El grupo de 13 átomos se diferenciaba de los otros grupos estructural y electroquímicamente. Pero el cúmulo de 3 átomos con hidrógeno (Ga 3 H 2 ) se redujo a Ga 3 H 2 - y no fue detectado, sugiriendo una baja estabilidad de este grupo cuando se sintetiza en el medio de solución.

    La capacidad de alterar los conglomerados refuerza el concepto de que se puede inducir un cambio estructural en los superátomos. Describiendo las implicaciones de sus hallazgos, Los científicos explican:"Esta serie de resultados demuestra que es posible cambiar los electrones de valencia en grupos superatómicos en solución controlando el número de átomos constituyentes. Esto a su vez permite el diseño y preparación de superatomos".

    Este estudio allana el camino para futuras investigaciones para investigar el uso de superátomos como sustitutos de elementos. Como el Dr. Kambe, El profesor Yamamoto y el equipo reiteran:"el superatom revela una estrategia atractiva para crear nuevos bloques de construcción mediante el uso de estructuras de clústeres".


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