Crecimiento de materiales cristalinos que consisten en nanómetros

May 01, 2023

Primeros conocimientos sobre el cristal de ingeniería El crecimiento mediante nanoclusters metálicos atómicamente precisos se logró en un estudio realizado por investigadores en Singapur, Arabia Saudita y Finlandia. El trabajo fue publicado en Nature Chemistry.

La materia sólida ordinaria consiste en átomos organizados en una red cristalina. El carácter químico de los átomos y la simetría de la red definen las propiedades de la materia, por ejemplo, si es un metal, un semiconductor o un aislante eléctrico. La simetría de la red puede cambiar por condiciones ambientales como la temperatura o la alta presión, que pueden inducir transiciones estructurales y transformar incluso un aislante eléctrico en un conductor eléctrico, es decir, un metal.

Las entidades idénticas más grandes, como las nanopartículas o los nanoclusters metálicos atómicamente precisos, también pueden organizarse en una red cristalina, para formar los llamados metamateriales. Sin embargo, la información sobre cómo diseñar el crecimiento de dichos materiales a partir de sus componentes básicos ha sido escasa, ya que el crecimiento del cristal es un proceso típico de autoensamblaje.

Ahora, los primeros conocimientos sobre el crecimiento de cristales de ingeniería mediante nanoclusters metálicos atómicamente precisos se han logrado en un estudio realizado por investigadores en Singapur, Arabia Saudita y Finlandia. Sintetizaron grupos de metales que constaban de solo 25 átomos de oro, de un nanómetro de diámetro. Estos grupos son solubles en agua debido a las moléculas de ligando que protegen el oro. Se sabe que este material de racimo se autoensambla en monocristales compactos bien definidos cuando se evapora el solvente de agua. Sin embargo, el investigador encontró un concepto novedoso para regular el crecimiento de cristales mediante la adición de iones moleculares de tetraalquilamonio en el solvente. Estos iones afectan la química de la superficie de los cúmulos de oro, y se observó que su tamaño y concentración tienen un impacto en el tamaño, la forma y la morfología de los cristales formados. Sorprendentemente, las imágenes de microscopía electrónica de alta resolución de algunos de los cristales revelaron que consisten en cadenas poliméricas de grupos con enlaces entre partículas de cuatro átomos de oro. La química superficial demostrada abre ahora nuevas formas de diseñar metamateriales basados ​​en grupos metálicos para investigaciones de sus propiedades electrónicas y ópticas.

- Este comunicado de prensa se publicó originalmente en el sitio web de la Universidad de Jyväskylä