p Graças em parte à sua eletrônica distinta, propriedades ópticas e químicas, os nanomateriais são utilizados em uma variedade de aplicações, desde a produção química até a medicina e dispositivos emissores de luz. Mas ao introduzir outro metal em sua estrutura, também conhecido como "doping, "Os pesquisadores não têm certeza de qual posição o metal ocupará e como isso afetará a estabilidade geral do nanocluster, aumentando assim o tempo e os custos experimentais. p Contudo, pesquisadores da Swanson School of Engineering da University of Pittsburgh desenvolveram uma nova teoria para prever melhor como os nanoclusters se comportarão quando um determinado metal for introduzido em sua estrutura. O estudo, "Thermodynamic Stability of Ligand-Protected Metal Nanoclusters" (DOI:10.1021 / acs.jpclett.8b02679) foi destaque na capa do ACS Journal of Physical Chemistry Letters . Os co-autores são Giannis Mpourmpakis, o Bicentennial Alumni Faculty Fellow e Assistant Professor of Chemical and Petroleum Engineering na Swanson School, e Ph.D. candidato e bolsista de pós-graduação da NSF Michael Taylor. Suas descobertas se conectam com pesquisas anteriores focadas no projeto de nanopartículas para aplicações catalíticas.

p "Projetando o tamanho, forma e composição de nanoclusters é uma forma de controlar suas propriedades inerentes ", disse o Dr. Mpourmpakis." Em particular, Nanoclusters de Au (ouro) protegidos por ligante são uma classe de nanomateriais onde o controle preciso de seu tamanho foi alcançado. Nossa pesquisa teve como objetivo prever melhor como suas contrapartes bimetálicas estão sendo formadas, o que nos permitiria prever mais facilmente sua estrutura sem excesso de experimentação de tentativa e erro no laboratório. "

p A pesquisa, concluído no Laboratório de Energia e Nano Assistido por Computador do Dr. Mpourmpakis (C.A.N.E.LA.), permitiu-lhes prever computacionalmente as localizações exatas de dopantes e concentrações em nanoclusters de Au protegidos por ligante. Eles também descobriram que sua teoria desenvolvida recentemente, que explicou os tamanhos exatos dos nanoclusters de Au sintetizados experimentalmente, também foi aplicável a nanoclusters bimetálicos, que têm versatilidade ainda maior.

p "Esta teoria computacional pode agora ser usada para acelerar a descoberta de nanomateriais e orientar melhor os esforços experimentais, "Dr. Mpourmpakis disse." Além do mais, ao testar esta teoria em nanoclusters bimetálicos, temos o potencial de desenvolver materiais que exibem propriedades personalizadas. Isso pode ter um impacto tremendo na nanotecnologia. "