Démêler la structure d'Au 144 longtemps poursuivie par la cristallographie aux rayons X

La transition du nanocluster au nanocristal est une question centrale en nanoscience. La détermination de la structure atomique des nanoparticules métalliques dans la gamme de taille de transition est un défi et particulièrement importante pour comprendre l'effet de taille quantique au niveau atomique. Sur la base du raisonnement selon lequel les interactions faibles intra- et interparticulaires jouent des rôles critiques dans la croissance de cristaux uniques de haute qualité de nanoparticules métalliques, nous avons obtenu de manière reproductible des cristaux idéaux de Au144(SR)60 et avons avec succès résolu sa structure par cristallographie aux rayons X (XRC); cette structure avait été théoriquement prédite il y a une décennie et a longtemps été recherchée expérimentalement, mais sans succès jusqu'à présent. Ici, la XRC révèle pour la première fois un icosaèdre creux Au12 dans des nanoclusters d'or thiolés. La longueur de liaison Au-Au, proche de celle de l'or massif, montre une meilleure extensibilité thermique que les autres longueurs de liaison Au-Au dans Au144(SR)60, offrant une perspective au niveau atomique, car le métal montre généralement une meilleure extensibilité thermique que les matériaux non métalliques. Ainsi, notre travail révèle non seulement la structure mystérieuse et longtemps poursuivie expérimentalement d'une nanoparticule de taille de transition, mais a également d'importantes implications pour la croissance de nanoparticules en cristal unique de haute qualité, ainsi que pour la compréhension de l'extensibilité thermique des métaux du point de vue des liaisons chimiques.