p Um nanocluster único de átomos de cobre criado por pesquisadores da KAUST poderia servir como um roteiro para orientar o projeto de novos catalisadores e agentes de imagem. p Um nanocluster é um tipo de nanopartícula em que os pesquisadores identificaram o arranjo preciso de cada átomo, junto com seus comprimentos de ligação e ângulos de ligação. Essas informações detalhadas permitem que os pesquisadores prevejam as propriedades de clusters relacionados, com base em sua composição e estruturas. "Ele fornece um modelo prático para a compreensão das correlações intrínsecas entre estrutura e propriedades físico-químicas por meio de uma combinação de experimentos e cálculos teóricos, "diz Ren-Wu Huang do Centro de Catálise KAUST, parte da equipe por trás da nova descoberta.

p Os nanoclusters têm normalmente de 1 a 3 nanômetros de largura e são organizados em um núcleo e uma casca. A estrutura atômica do núcleo pode determinar a estrutura do nanocluster, tamanho e propriedades ópticas, enquanto a casca afeta sua estabilidade, solubilidade e atividade catalítica.

p Nanoclusters contendo cobre, prata e ouro têm usos potenciais como catalisadores, ou como agentes de imagem luminescentes não tóxicos em células vivas. Embora os nanoclusters de prata e ouro sejam bem estudados, nanoclusters de cobre foram bastante negligenciados, em parte porque o metal tende a reagir com o oxigênio do ar.

p A equipe KAUST criou agora o maior nanocluster à base de cobre até hoje, e eles estão estudando com uma série de técnicas, incluindo cristalografia de raios-X e espectrometria de massa de ionização por eletrospray. Cada cluster de 2,8 nanômetros contém 81 átomos de cobre, 46 moléculas de benzenotiol, 10 moléculas de terc-butilamina e 32 íons de hidreto.

p Nanoclusters geralmente têm núcleos poliédricos rodeados por cascas simétricas. Mas o novo nanocluster de cobre tem um núcleo plano de 17 átomos de cobre, organizados em um padrão repetitivo de triângulos. "Este tipo de núcleo plano nunca foi observado em nanoclusters de metal relatados anteriormente, "diz Osman M. Bakr, quem liderou a equipe.

p O nanocluster também tem uma casca hemisférica altamente incomum com 1,5 nanômetro de altura e coberta por moléculas de benzenotiol. As diferenças entre as superfícies curvas e planas do hemisfério sugerem que a face plana tem uma reatividade mais alta. Além disso, cálculos computacionais forneceram evidências de que o arranjo dessas moléculas poderia ajudar a facilitar a transferência de carga elétrica entre diferentes aglomerados dentro de um cristal, o que pode ser crucial em aplicações futuras.

p "O desenvolvimento de nanoclusters de cobre ainda está em sua infância, "diz Huang." Portanto, a próxima etapa de nossa pesquisa será a síntese de nanoclusters de cobre com um tamanho maior e uma estrutura nova, e explorando suas aplicações potenciais no campo da catálise. "