Tyrimai atskleidžia naują šviesą apie aukso nanodalelių struktūrą vandenyje

Zeitgeist: Judame Pirmyn (2011) (Birželis 2019).

Anonim

Suomijos universiteto Jyväskylä universiteto ir Kolorado valstijos universiteto (JAV) mokslininkai pirmą kartą nustatė tirpale esančio tirpiojo aukso nanoklasterio ligando sluoksnio dinaminį elgesį. Proveržis atveria kelią kontroliuojamoms strategijoms, skirtoms lignuotų nanodalelių veikimui. Jyväskylä universiteto darbą palaikė Suomijos akademija. Tyrimas buvo paskelbtas " Nature Communications " 2016 m. Sausio 21 d.

Nanommento aukso dalelės yra intensyviai tiriamos kaip katalizatoriai, jutikliai, vaistų tiekimo įtaisai ir biologiniai kontrastiniai preparatai bei kaip fotonikos ir molekulinės elektronikos komponentai. Mažiausi daleliai turi tik 1-2 nm metalinius šerdis su keliomis dešimtimis iki šimto aukso atomų. Jų metaliniai šerdys yra padengiami stabilizuojančiu organiniu ligando sluoksniu. Pastaraisiais metais buvo išspręstos daugelio šių junginių, vadinamų "grupėmis", molekulinės formulės ir kietosios būsenos atominė struktūra. Vis dėlto sunkus iššūkis yra suprasti jų atominės masto struktūrą ir dinaminį elgesį sprendimo etape. Tai svarbiausia informacija, kuri gali padėti mokslininkams suprasti, kaip nanoklasteriai sąveikauja su aplinka.

Tyrėjai ištyrė anksčiau nustatytą molekuliškai tikslų nanoklasterį, kuriame yra 102 aukso atomai ir 44 tiolio ligandai (1 pav., Dešinėje). Kietosios būsenos struktūra šiame klasteryje buvo išspręsta iš vienkristalų rentgeno spindulių difrakcijos eksperimentų 2007 metais. Ligando apvalkalas turi mažą simetriją ir generuoja daug signalų įprastu protonų ir NMR matavimu (1 pav., Kairėje). Tyrėjai visiškai priskyrė visus signalus į specifinius tiolio ligandus, naudodami koreliuotų branduolio magnetinio rezonanso (NMR) eksperimentų, tankio funkcinių teorijų skaičiavimų ir molekulinės dinamikos modeliavimo derinį.

Suomijos mokslininkai Jyväskylä anksčiau naudojo šią specifinę klasterinę medžiagą, pavyzdžiui, enterovirusų struktūros tyrimams.

"Dabar, kai mes tiksliai žinome, kuris ligandas gamina kokį nors NMR signalą, mes galime tęsti konkrečius tyrimus, kaip šis nanoklasteris sąveikauja su chemine ir biologine aplinka vandens faze. Tai suteikia precedento neturintį potencialą suprasti ir valdyti neorganines-organines sąsajas, kurios yra susijusi su hibridinėmis neorganinėmis ir biologinėmis medžiagomis ", - sako Jyväskylä universiteto Nanozinių tyrimų centro akademijos profesorius Hannu Häkkinen. Häkkinen koordinavo Suomijos ir JAV komandos darbą.

menu
menu