Beschermende moleculen vergemakkelijken de binding van molybdaat-anionen om nieuwe zilveren nanoclusters te creëren

De synthese van zilvernanoclusters, of de binding van een zilveratoom aan negatief geladen anionen, wordt vaak geplaagd door problemen met stabiliteit, maatvoering en samenstelling van het oppervlak. Beschermende moleculen die het oppervlak van zilveren nanoclusters binden, liganden genaamd, kunnen deze problemen verminderen en nieuwe nanoclusters creëren met unieke fysische en chemische eigenschappen.

Nanoclusters zijn stabiele, kristallijne materialen met een diameter tot twee nanometer die zijn ontworpen voor specifieke eigenschappen, zoals de versnelling van een bepaalde chemische reactie, als halfgeleidend materiaal of voor gerichte medicijnafgifte.

Een groep nanodeeltjeswetenschappers van de groep van Mian-Ming Zhang aan de Shanxi Normal University en de Taiyuan University of Technology heeft onlangs een nieuwe zilvermolybdaat nanocluster gesynthetiseerd en gekarakteriseerd met behulp van thiolaat- en fosfineliganden om het oppervlak van de cluster te beschermen en de stabiliteit en stabiliteit te vergroten. uniformiteit. Het gebruik van beschermende liganden zal andere onderzoekers helpen bij het synthetiseren van aanvullende nanoclusters van zilvermetaal en molybdaatanion met unieke eigenschappen in de toekomst.

Het team publiceerde de resultaten van hun studie in het nummer van 11 mei van het tijdschrift Polyoxometalaten.

“Om de cluster verder te stabiliseren tijdens de synthese, of om een ​​diverse clusterstructuur te verkrijgen, wordt vaak een tweede ligand of een grotere verscheidenheid aan liganden geïntroduceerd tijdens de synthese van nanoclusters. In onze studie werd gekozen voor strategieën voor gemengde ligandbescherming. Voor thiol/fosfine gemengde liganden, kan het toevoegen van thiol de enkele coördinatie van fosfine met zilver als een hulpligand overwinnen en de overvloed aan coördinatie met zilver vergroten, “zei Jin-Ping Gao, eerste auteur van het studiepapier en onderzoeker bij het Key Laboratory of Magnetic Molecules & Magnetische informatiematerialen aan de Shanxi Normal University in Taiyuan, China.

“Hier hebben we onbewerkt natriummolybdaat geïntroduceerd… in het reactieproces… om de synthese van deze viervoudig symmetrische 13-zilveratoomcluster te begeleiden”, zei Gao. Molybdaten worden vaak geïntroduceerd in de reactieomgeving en door zelfassemblage kunnen reacties worden verkregen als negatief geladen molybdeen POM’s, die kunnen worden ingekapseld in een zilveren clusterstructuur om hun grootte, vorm en balanslading te veranderen.

“We isoleerden een ideale, viervoudig symmetrische sandwich kationisch (positief geladen) … nanocluster, [Ag₁₃(MoO₄)₄(SC₆H₄iPr)₂(dppp)₈]³⁺ (Ag₁₃), die wordt gesynthetiseerd met behulp van vier molybdaat [MoO₄]²⁻ anionen en beschermd door twee liganden, thiolaat (iPRC₆H₄S⁻) en fosfine (dppp). Dit werk toont aan dat eenvoudige molybdaat-anionen ook het potentieel hebben om nieuwe structuren te induceren, waardoor de deur wordt geopend voor het gebruik van dit anion om structuren van interessante clusters te isoleren, “zei Gao.

Nanoclustersynthese is van het grootste belang voor het ontwikkelen van nieuwe clusterstructuren met verschillende chemische en fysische eigenschappen. “Metalen nanoclusters zijn ideale nanomaterialen voor toepassingen op verschillende gebieden, waaronder katalyse of het versnellen van chemische reacties, en biologische toepassingen zoals bioimaging, sensing, optica, beeldvorming, biolabeling en gerichte medicijnafgifte, ” zei Gao.

Het onderzoeksteam kijkt uit naar het overwinnen van nieuwe uitdagingen op het gebied van de synthese van zilvernanoclusters om de nanomaterialen van de toekomst te creëren. Dit werk omvat het experimenteren met verschillende beschermende liganden en het begrijpen hoe perifere organische moleculen en anorganische kernen worden gebonden om hun precieze chemische structuur te bepalen.

“We streven ernaar om in de toekomst meer zilverclusters met een hoge symmetrie-esthetiek te genereren met behulp van een strategie van combinaties van gemengde liganden die worden geïnduceerd door een anionisch of negatief geladen sjabloon. Ons doel is om het onderzoeksproces van mengstrategieën te verrijken om nieuw zilver te construeren clusters en verbreden de onderzoeksvoortgang van molybdaat in zeer symmetrische zilverclusters, “zei Gao.