JACS: открыт новый тип наноструктур из золота с уникальными свойствами

Ученые из Токийского университета впервые заглянули в "черный ящик" образования золотых нанокластеров и открыли новый необычный тип наноструктур — так называемые "золотые квантовые иглы". Работа опубликована в журнале Journal of the American Chemical Society (JACS).

Золото, ассоциирующееся с роскошью, давно стало ключевым элементом нанотехнологий: на наноуровне оно обладает уникальными свойствами.

Обычно кластеры из нескольких десятков атомов синтезируют путем восстановления ионов золота в присутствии защитных лигандов. Но контролировать форму и размеры частиц на ранних стадиях роста до сих пор было крайне трудно.

Группа под руководством профессора Тацуи Цукуды применила необычные условия синтеза, которые позволили "заморозить" кластеры в самом начале их формирования и изучить их при помощи рентгеноструктурного анализа. Ученые обнаружили, что рост идет анизотропно — с разной скоростью в разных направлениях. И именно так возникла новая форма: вытянутые, похожие на карандаши структуры, составленные из атомов золота.

Эти "квантовые иглы" получили свое название из-за квантового поведения электронов, заключенных в кластерах: они могут принимать лишь строго определенные значения энергии. По словам исследователей, находка оказалась неожиданной: ожидали увидеть привычные сферические кластеры, но вместо этого удалось зафиксировать совершенно новую конфигурацию.

Благодаря способности взаимодействовать со светом в ближнем инфракрасном диапазоне "квантовые иглы" открывают перспективы для высокоточного биомедицинского изображения и более эффективного преобразования световой энергии.

"Мы хотим продолжить эксперименты и попробовать синтезировать новые типы нанокластеров, а также вместе с коллегами найти практические применения "золотых квантовых игл"", — отметил профессор Цукуда.