Uma ampla colaboração internacional envolvendo pesquisadores de quatro países - China, Austrália, Alemanha e Finlândia - conseguiram sintetizar e caracterizar dois até então desconhecidos, nanoclusters de prata recorde de 136 e 374 átomos de prata. Esses nanoclusters em forma de diamante (ver Figura), consistindo em um núcleo de prata de 2 a 3 nanômetros e uma camada protetora de átomos de prata e moléculas de tiol orgânico, são os maiores cuja estrutura é agora conhecida com precisão atômica. A pesquisa foi publicada em Nature Communications em 9 de setembro de 2016.

Os nanoclusters foram sintetizados na Universidade de Xiamen na China e caracterizados por cristalografia de raios-X e microscopia eletrônica na China, Austrália e Alemanha. Sua estrutura eletrônica e propriedades ópticas foram estudadas computacionalmente no Centro de Nanociências (NSC) da Universidade de Jyväskylä na Finlândia.

Nanoclusters de ouro que são estabilizados por uma camada molecular de tiol são conhecidos há décadas, mas apenas durante os últimos anos os clusters de prata atraíram mais interesse na comunidade de pesquisa. A prata é um material desejável para a síntese de nanoaglomerados, pois é um metal mais barato que o ouro e suas propriedades ópticas são mais controláveis ​​para aplicações. Contudo, receitas de síntese que produziriam cachos de prata que são estáveis ​​por tempos prolongados não são tão conhecidas como para o ouro.

"Esses maiores nanopartículas de prata com precisão atômica, conhecidos até agora, servem como excelentes sistemas de modelo para entender como as nanopartículas de prata crescem, "diz o professor Nanfeng Zheng, cujo grupo de pesquisa preparou os clusters na Universidade de Xiamen, na China." A estrutura interna do núcleo de metal é uma combinação de pequenos cristalitos de prata que se unem para formar uma estrutura quíntupla simétrica em formato de diamante. "

“Do ponto de vista teórico, esses novos clusters são muito interessantes, "diz o professor da Academia Hannu Häkkinen do NSC em Jyväskylä." Esses aglomerados já são grandes o suficiente para terem propriedades semelhantes ao metal prateado, como forte absorção de luz levando a oscilações coletivas da nuvem de elétrons conhecida como plasmons, ainda assim, pequeno o suficiente para que possamos estudar sua estrutura eletrônica em detalhes. Para nossa surpresa, os cálculos mostraram que os elétrons da camada molecular orgânica participam ativamente da oscilação coletiva dos elétrons de prata. Parece possível, então, ativar esses aglomerados pela luz, a fim de fazer química na superfície do ligante. "