Síntese de AuNC estabilizada por F27 SH e cristalização de [Au25 (SF27 )18 ]
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. uma representação de desenho animado de AuNC estabilizada por F27 SH tiol. Para maior clareza, apenas 6 F27 S-ligandos foram relatados; b representação esquemática da formação de cristais em solução de solcano e alteração colorimétrica após sua dissolução em PFO; c Espectros UV-Vis do produto bruto em solkane e cristais redissolvidos em PFO; d, e imagens STEM do produto bruto mostrando a presença de pequenos clusters e AuNPs maiores; f, g Imagens STEM de solução de cristais redissolvidos mostrando a presença homogênea de pequenos aglomerados. Crédito:Comunicação da Natureza (2022). DOI:10.1038/s41467-022-29966-2
O Laboratório SupraBioNano (SBNLab) do Departamento de Química, Materiais e Engenharia Química do Politecnico di Milano "Giulio Natta", em parceria com a Universidade de Bolonha e a Universidade Aalto de Helsinque (Finlândia), sintetizou, pela primeira vez, um nanocluster de ouro, composto por um núcleo de apenas 25 átomos de ouro, ao qual estão ligadas 18 moléculas fluoradas de estrutura ramificada. O projeto foi publicado recentemente em
Nature Communications .
Os clusters metálicos são uma classe inovadora de nanomateriais muito complexos, caracterizados por dimensões ultra-pequenas (<2nm) e propriedades físico-químicas peculiares, como luminescência e atividade catalítica, que incentivam sua aplicação em diversos campos científicos de grande importância em relação aos modernos desafios globais. Estes incluem a medicina de precisão, na qual nanoaglomerados metálicos são usados como sondas inovadoras para aplicações diagnósticas e terapêuticas, e a transição energética, onde são aplicados como catalisadores eficientes para a produção de hidrogênio verde.
A cristalização de nanoclusters metálicos oferece a possibilidade de obtenção de amostras de alta pureza, permitindo a determinação de sua estrutura atômica fina; no entanto, este continua a ser um processo muito difícil de controlar. As metodologias desenvolvidas neste estudo promoveram a cristalização de nanoclusters, permitindo que sua estrutura atômica fosse determinada por difração de raios X no Sincrotrone Elettra em Trieste. O resultado final é a descrição estrutural do nano-objeto fluorado mais complexo já relatado.
“Graças à presença de uma casca completamente fluoretada, contendo quase 500 átomos de flúor, o nanoaglomerado de ouro é estabilizado pelas inúmeras interações entre os átomos de flúor do aglutinante, favorecendo a cristalização”, diz o professor Giancarlo Terraneo.
"Em breve será possível estudar a estrutura desses nanomateriais avançados no Politecnico di Milano, onde - graças também à bolsa da Região da Lombardia - Next-GAME (Next-Generation Advanced Materials), um laboratório dedicado ao uso de instrumentos de raios-X de última geração para caracterizar cristais, nanopartículas e coloides, está sendo estabelecido", diz o professor Pierangelo Metrangolo, em nome da Next-GAME.
As interações entre os átomos de flúor tanto dentro do nanocluster quanto entre os nanoclusters foram racionalizadas usando técnicas de química quântica no Departamento de Química "G. Ciamician" da Universidade de Bolonha pela Dra. Angela Acocella e pelo professor Francesco Zerbetto.
A professora Valentina Dichiarante, a professora Francesca Baldelli Bombelli, a Dra. Claudia Pigliacelli e o professor Giulio Cerullo, do Departamento de Física do Politecnico di Milano, também contribuíram para o estudo, analisando as características ópticas do nanocluster e demonstrando o impacto dos ligantes fluorados na óptica do núcleo de ouro atividade.
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