Investigación en la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah (KAUST), Arabia Saudita, encuentra que los átomos de plata se pueden transformar en un nanocluster en forma de caja mediante una cuidadosa selección de moléculas de ligando.

Cuando se agrupan pequeñas cantidades de átomos de metal, pueden comportarse más como moléculas o superátomos, con electrones compartidos entre todos los núcleos atómicos. Estos nanoclusters exhiben productos químicos novedosos, comportamiento eléctrico y óptico que puede conducir al desarrollo de nuevos catalizadores, Estructuras optoelectrónicas y otros componentes para nanotecnología.

Los investigadores de KAUST han logrado avances significativos en el control de la estructura y función de los nanoclusters para producir un grupo único en forma de caja de 67 átomos de plata con un núcleo central de 23 átomos dentro de una caja exterior de 44 átomos.

"Estamos tratando de descubrir las reglas que controlan cómo se forman estos grupos, "dijo Osman Bakr, Profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales de KAUST y líder del equipo de investigación.

La forma de la caja es muy rara, y así, demostrar cómo hacer cajas y varillas traerá un nuevo nivel de control a la síntesis de nanocluster. La clave para controlar el ensamblaje de los nanoclusters radica en la elección de grupos químicos orgánicos (basados ​​en carbono) llamados ligandos que rodean los átomos metálicos.

Bakr señaló que los investigadores pueden explorar diferentes formas de grupos experimentando con la estructura de los ligandos. Descubrieron que una mezcla de grupos que contienen fósforo llamados fosfinas y tioles que contienen azufre permitía que la forma de caja inusual de los átomos de plata se ensamblara dentro de la capa del ligando.

"Cuando cambiamos la forma de estos grupos, obtenemos nuevas propiedades interesantes, ", Dijo Bakr. Espera que la exploración de su equipo de la química de los nanoclusters pueda mostrar el camino para desarrollar nuevos catalizadores para acelerar las reacciones químicas que tendrán uso en la industria y quizás también en la ciencia farmacéutica.

Un factor principal de interés en la producción de conglomerados en forma de caja es que revela cómo introducir "direccionalidad" en los conglomerados. Bakr explicó que este es el difícil desafío de crear clústeres que estén estructurados de manera diferente en diferentes direcciones, a diferencia de las formas perfectamente simétricas más fáciles de producir.

Otra innovación que está desarrollando el grupo KAUST que está representada por este último trabajo es el uso de átomos de plata en nanoclusters en lugar del oro más comúnmente utilizado.

"La plata es aproximadamente una décima parte del costo del oro, un factor económico que podría ser muy significativo a la hora de aplicar estas innovaciones a posibles nanotecnologías, "Señaló Bakr.

Los investigadores de KAUST demostraron anteriormente que un control cuidadoso del diseño de los conglomerados puede generar cúmulos de plata que se comportan de manera muy similar a los de oro. y ahora están creando racimos de plata en una mayor variedad de formas.