金屬納米顆粒由于其特殊的物理、化學(xué)、生物應(yīng)用特性在整個科研領(lǐng)域備受關(guān)注！通過X-射線衍射技術(shù)表征從原子級別表征金屬納米顆粒的內(nèi)核及表面結(jié)構(gòu)對進一步理解金屬納米顆粒材料結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系至關(guān)重要。
2014年，斯坦福Roger D. Kornberg課題組在Science通過高分辨電鏡技術(shù)表征了Au68的原子結(jié)構(gòu)，并在文章中稱，當(dāng)團簇分子中金屬原子個數(shù)超過100的時候，其結(jié)晶及通過X-射線衍射技術(shù)表征其結(jié)果具有巨大的挑戰(zhàn)性。
有鑒于此，鄭南峰教授課題組領(lǐng)導(dǎo)的國際合作科研團隊報道了國際首例通過X-射線衍射技術(shù)表征硫醇保護的Ag136 和Ag374銀納米顆粒的單晶結(jié)構(gòu)。
圖1. Ag136 和Ag374納米團簇的晶體結(jié)構(gòu)
楊華艷博士等人合成出高產(chǎn)率，超均一的不同尺寸的五重孿晶銀納米顆粒Ag136（2nm）, Ag374（3nm），并首次成功結(jié)晶并通過X-射線衍射技術(shù)表征其原子級別單晶結(jié)構(gòu)。 此外，Ag136 和Ag374的高分辨透徹電鏡結(jié)構(gòu)與其單晶結(jié)構(gòu)具有相同的尺寸和結(jié)構(gòu)。
Ag136 和Ag374是目前通過單晶衍射表征出其原子級單晶結(jié)構(gòu)的尺寸最大的納米顆粒，其單晶結(jié)構(gòu)為研究分析適度扭曲的五重孿晶的納米顆粒如何從具有標(biāo)準(zhǔn)FCC堆積的五重孿晶納米生長而成其表面結(jié)構(gòu)提供了理想的原子結(jié)構(gòu)模型。
與此同時，Ag136 和Ag374在溶液狀態(tài)已經(jīng)表現(xiàn)出明顯的等離子共振特征，這是目前為止文獻所報道尺寸最小的具有等離子共振特性的金屬納米顆粒，其為銀納米團簇如何從小分子逐步進入金屬相提供了理想的理論模型。
圖2. Ag136 和Ag374納米團簇的TEM表征
圖3. Ag136和Ag374納米團簇的光學(xué)性質(zhì)和電子結(jié)構(gòu)
該工作是繼續(xù)2013鄭南峰教授所領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊在《Nature Communications》發(fā)表的題為“All-thiol-stabilized Ag44 and Au12Ag32 nanoparticles with single-crystal structures”工作后再次突破。
鄭南峰教授團隊在2013年的工作表明，和已報道的硫醇保護的Au納米團簇的結(jié)構(gòu)截然不同，Ag44和Au12Ag32系列含銀納米團簇內(nèi)核M12空心二十面的出現(xiàn)使內(nèi)部金屬原子的配位數(shù)僅為10而非常規(guī)的12，而其表面存在的Ag2(SR)5結(jié)構(gòu)單元完全不同于硫醇保護金納米團簇的表面所擁有的“訂書針”-SR-Au-SR-結(jié)構(gòu)單元，證明了硫醇保護的銀納米顆粒完全有可能擁有與硫醇保護的金納米顆粒完全不同的表面結(jié)構(gòu)。
同時，相比于硫醇保護的金納米團簇，Ag44，Au12Ag32，Ag136 和Ag374在合成中均表現(xiàn)出高產(chǎn)率，超單一分散性的優(yōu)勢，從材料制備上為其進一步相關(guān)研究提供了可能性。
然而，我們報道這項工作的更重要，更重要的意義在哪呢？
更重要的意義，當(dāng)然是要給科研汪發(fā)福利啊。來來來，這篇文章的第一作者：人在歐洲，心系祖國的紅領(lǐng)巾！除了學(xué)術(shù)做的好，還：
本文主要參考以下文獻，圖片僅用于對相關(guān)科學(xué)作品的介紹、評論以及課堂教學(xué)或科學(xué)研究，不得作為商業(yè)用途。如有任何版權(quán)問題，請隨時與我們聯(lián)系！
