p Durante o crescimento mediado por sementes, a nano-heteroestrutura Pd-Au pode ser trisoctaedra Pd @ Au núcleo-concha centrosimétricos ou heterodímeros Pd-Au assimétricos. O que causa a quebra de simetria de nano-heteroestruturas bimetais? Um estudo recente propõe que o fator termodinâmico desempenha um papel fundamental para a quebra de simetria de nano-heteroestruturas bimetais durante o crescimento mediado por sementes. p No campo dos nanomateriais, controle da simetria (por exemplo, centrosimetria ou não centrossimetria) de nano-heteroestruturas é significativo e atrai muita atenção porque oferece um meio eficiente para atingir estruturas complexas e realizar novas propriedades que geralmente são inconcebíveis para partículas homogêneas ou nano-heteroestruturas simétricas. Contudo, continua sendo um grande desafio produzir nano-heteroestruturas bimetais assimétricas via crescimento mediado por sementes, já que as estruturas cristalinas dos metais são geralmente de alta simetria. Quanto aos metais nobres de estrutura cúbica centrada na face (fcc), no crescimento mediado por sementes de nano-heteroestruturas bimetais, os produtos finais preferencialmente mantêm a simetria dos materiais da semente (isto é, formando uma estrutura núcleo-casca). Em um trabalho recente publicado em Boletim de Ciências , Q. Kuang e Z. X. Xie, et al propõem que a diferença de potenciais eletroquímicos de equilíbrio de dois metais na solução de crescimento (correspondendo aos seus níveis de Fermi) é a força motriz que determina termodinamicamente a quebra de simetria no crescimento mediado por sementes de nano-heteroestruturas bimetais ou não, ou seja, formando nano-heteroestruturas bimetais assimétricas ou centrosimétricas.

p A ideia proposta foi demonstrada pela primeira vez pelo crescimento mediado por sementes de Au em sementes de nanocubos de Pd. Com a mudança da concentração de um redutor, Ácido L-ascórbico, na solução de crescimento, a posição relativa dos níveis de Fermi das sementes do nanocubo de Pd e do segundo metal Au na solução de crescimento foi revertida, e consequentemente, a estrutura dos produtos evoluiu de Pd @ Au centrossimétrico trisoctaedra núcleo-casca para heterodímeros Pd-Au assimétricos. Isso ocorre porque a distribuição local de elétrons das sementes cúbicas de Pd mudaria devido à transferência de elétrons após a heterojunção original ser construída, o que afeta ainda mais os locais de redução preferencial de Au em sementes de Pd. De acordo com a teoria proposta, a evolução da estrutura núcleo-concha centrossimétrica Pd @ Ag para os hetero-dímeros Pd-Ag assimétricos também foi realizada por método semelhante. Este resultado também indica que é totalmente viável usar ΔVoc, que é a diferença dos potenciais de circuito aberto entre os dois eletrodos de metal em uma determinada solução, como o critério experimental para julgar o modo de formação de nano-heteroestruturas bimetais por meio do crescimento mediado por sementes.

p Essas descobertas apresentadas neste trabalho fornecem uma nova visão sobre o mecanismo de formação de nano-heteroestruturas bimetais do ponto de vista termodinâmico, o que é potencialmente útil para alcançar o projeto racional de nano-heteroestruturas bimetais com propriedades e funções especiais.