De onverwachte diversiteit van de binnenstructuur van metalen nanoclusters is nu gecatalogiseerd in families. Natuurkundigen hebben nieuwe inzichten gekregen in de innerlijke fijne kneepjes van de structurele variaties van metalen nanoclusters. Dit werk van Luca Pavan, Cono Di Paola en Francesca Baletto van King's College London, VK, wordt binnenkort gepubliceerd in Europees fysiek tijdschrift D . Het brengt ons een stap dichter bij het afstemmen van on-demand kenmerken van metalen nanodeeltjes. Inderdaad, de geometrische structuur van deze nanoclusters beïnvloedt hun chemische en fysische eigenschappen, die verschillen van die van individuele moleculen en van bulkmetalen.

Het probleem ligt in de moeilijkheid om de optimale structuur voor dergelijke clusters te evalueren om ze specifieke eigenschappen te laten vertonen en te voldoen aan een bepaalde technologische behoefte. Dit komt omdat een systeem dat bestaat uit verschillende onderling verbonden atomen veel te complex is om de optimale structuur ervan eenvoudigweg te identificeren door vergelijkingen op te lossen.

In plaats daarvan, de auteurs pasten een numerieke simulatiemethode toe, bekend als metadynamica, meestal gebruikt om het energielandschap van biomoleculen en eiwitten te bemonsteren. Deze techniek, vrij nieuw op het gebied van metalen nanodeeltjes, identificeert structuren die overeenkomen met elk minimum van het energielandschap. In aanvulling, deze benadering geeft een beter inzicht in de onderlinge samenhang van verschillende structurele motieven bij bepaalde temperaturen.

specifiek, deze studie beschrijft een iteratieve benadering voor metadynamica om te detecteren welke de belangrijkste structuren zijn van 13-atoom-sterke platina-nanoclusters. De auteurs concentreerden zich op het identificeren van de meest terugkerende motieven die een belangrijke rol kunnen spelen tijdens structurele transformaties van de nanoclusters.

In aanvulling, het team stelde een complete manier voor om dergelijke structurele motieven in families te catalogiseren. De volgende stap zou zijn om te begrijpen hoe verschillende geometrische vormen met elkaar verbonden zijn en om de energiekosten voor elke transformatie te evalueren, van het ene type geometrie naar het andere. Toepassingen kunnen, bijvoorbeeld, worden gevonden in nanokatalyse en nanodevices voor magnetische opslag.