나노미터 크기의 금 클러스터로 구성된 결정질 물질의 성장을 설계하는 방법을 배웁니다.

[아름이]

나노미터 크기의 금 클러스터로 구성된 결정질 물질의 성장을 설계하는 방법을 배웁니다.
날짜:
2022년 11월 11일
원천:
Jyväskylä 대학교 - Jyväskylän yliopisto
요약:
새로운 연구에서 원자적으로 정밀한 금속 나노클러스터에 의한 엔지니어링 결정 성장에 대한 최초의 통찰이 달성되었습니다.

원자적으로 정밀한 금속 나노클러스터에 의한 공학적 결정 성장에 대한 첫 번째 통찰력은 싱가포르, 사우디아라비아 및 핀란드의 연구원들이 수행한 연구에서 달성되었습니다. 이 작업은 2022년 11월 10일 Nature Chemistry 에 게재되었습니다.

일반적인 고체 물질은 결정 격자로 조직된 원자로 구성됩니다. 원자의 화학적 특성과 격자 대칭은 예를 들어 금속, 반도체 또는 전기 절연체 여부와 같은 물질의 특성을 정의합니다. 격자 대칭은 온도나 고압과 같은 주변 조건에 의해 변경될 수 있으며 구조적 전이를 유도하여 전기 절연체도 전기 전도체, 즉 금속으로 변형될 수 있습니다.

나노입자 또는 원자적으로 정밀한 금속 나노클러스터와 같은 더 큰 동일한 개체는 또한 소위 메타 물질을 형성하기 위해 결정 격자로 구성될 수 있습니다. 그러나 결정 성장이 전형적인 자가 조립 공정이기 때문에 빌딩 블록에서 이러한 재료의 성장을 엔지니어링하는 방법에 대한 정보가 부족했습니다.

이제 싱가포르, 사우디아라비아 및 핀란드의 연구원들이 수행한 연구에서 원자적으로 정밀한 금속 나노클러스터에 의한 엔지니어링 결정 성장에 대한 첫 번째 통찰력이 달성되었습니다. 그들은 지름이 1나노미터인 금 원자 25개로 구성된 금속 클러스터를 합성했습니다. 이 클러스터는 금을 보호하는 리간드 분자로 인해 물에 용해됩니다. 이 클러스터 물질은 물 용매가 증발할 때 잘 정의된 조밀하게 채워진 단결정으로 자가 조립하는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 연구원은 용매에 테트라-알킬-암모늄 분자 이온을 첨가하여 결정 성장을 조절하는 새로운 개념을 발견했습니다. 이러한 이온은 금 클러스터의 표면 화학에 영향을 미치며, 그 크기와 농도는 형성된 결정의 크기, 모양 및 형태에 영향을 미치는 것으로 관찰되었습니다. 놀랍게도, 일부 결정에 대한 고해상도 전자 현미경 이미지는 4개의 금 원자 입자 간 연결을 가진 클러스터의 고분자 사슬로 구성되어 있음을 보여주었습니다. 입증된 표면 화학은 전자 및 광학 특성을 조사하기 위해 금속 클러스터 기반 메타 물질을 설계하는 새로운 방법을 제시합니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/