Het SupraBioNano Lab (SBNLab) van de Politecnico di Milano's Department of Chemistry, Materials and Chemical Engineering "Giulio Natta", heeft in samenwerking met de Universiteit van Bologna en de Aalto Universiteit van Helsinki (Finland) voor het eerst een superfluorhoudende gouden nanocluster, bestaande uit een kern van slechts 25 goudatomen, waaraan 18 vertakt-gestructureerde gefluoreerde moleculen zijn gekoppeld. Het project is onlangs gepubliceerd in Nature Communications .

De metaalclusters zijn een innovatieve klasse van zeer complex nanomateriaal, gekenmerkt door ultrakleine afmetingen (<2nm) en eigenaardige chemisch-fysische eigenschappen zoals luminescentie en katalytische activiteit, die de toepassing ervan op verschillende wetenschappelijke gebieden die van groot belang zijn met betrekking tot moderne mondiale uitdagingen. Deze omvatten precisiegeneeskunde, waarbij metalen nanoclusters worden gebruikt als innovatieve sondes voor diagnostische en therapeutische toepassingen, en de energietransitie, waar ze worden toegepast als efficiënte katalysatoren voor de productie van groene waterstof.

De kristallisatie van metalen nanoclusters biedt de mogelijkheid om zeer zuivere monsters te verkrijgen, waardoor hun fijne atomaire structuur kan worden bepaald; op dit moment blijft dit echter een zeer moeilijk te beheersen proces. De in dit onderzoek ontwikkelde methodologieën bevorderden de kristallisatie van nanoclusters, waardoor hun atomaire structuur kon worden bepaald door middel van röntgendiffractie bij de Sincrotrone Elettra in Triëst. Het eindresultaat is de structurele beschrijving van het meest complexe gefluoreerde nano-object dat ooit is gerapporteerd.

"Dankzij de aanwezigheid van een volledig gefluoreerde schil, die bijna 500 fluoratomen bevat, wordt de gouden nanocluster gestabiliseerd door de talrijke interacties tussen de fluoratomen van het bindmiddel, wat kristallisatie bevordert", zegt professor Giancarlo Terraneo.

"Het zal binnenkort mogelijk zijn om de structuur van deze geavanceerde nanomaterialen te bestuderen in de Politecnico di Milano, waar - mede dankzij de subsidie ​​van de regio Lombardije - Next-GAME (Next-Generation Advanced Materials), een laboratorium dat zich toelegt op het gebruik van ultramoderne röntgeninstrumenten om kristallen, nanodeeltjes en colloïden te karakteriseren, wordt opgezet", zegt professor Pierangelo Metrangolo, namens Next-GAME.

De interacties tussen de fluoratomen, zowel binnen de nanocluster als tussen de nanoclusters, werden gerationaliseerd met behulp van kwantumchemietechnieken aan de "G. Ciamician" Chemistry Department van de Universiteit van Bologna door Dr. Angela Acocella en professor Francesco Zerbetto.

Professor Valentina Dichiarante, professor Francesca Baldelli Bombelli, Dr. Claudia Pigliacelli en professor Giulio Cerullo, van de afdeling Natuurkunde van de Politecnico di Milano, droegen ook bij aan het onderzoek, waarbij ze naar de optische kenmerken van de nanocluster keken en de impact van de gefluoreerde bindmiddelen op de optische werkzaamheid. + Verder verkennen

Ontwikkeling van een transparant en flexibel ultradun geheugenapparaat