Investigadores de la Universidad King Abdullah han creado nanomateriales de cobre que tienen una forma tan perfectamente cúbica que forman pilas alineadas con precisión cuando se agrupan. Desarrollados a través de un diseño racional, los nanoclusters de cobre cúbicos son un nuevo miembro de la familia de nanomateriales peculiares que han mostrado muchas propiedades prometedoras pero que siguen siendo muy desafiantes.

«Los nanomateriales de cobre son una clase de materiales que exhiben propiedades beneficiosas en los campos de la fotoluminiscencia y la catálisis», dice Ren Wu Huang, investigador postdoctoral en Osman Bakr Lab que dirigió la investigación. Existe un gran interés en sintetizar nanomateriales de cobre novedosos para comprender cómo su estructura afecta su función.

Las nanoestructuras de cobre, con una microestructura atómica, se encuentran entre los pocos nanomateriales de cobre que pueden proporcionar tales conocimientos sobre El nivel atómico Porque su estructura general se puede determinar mediante difracción de rayos X de cristal único. «Sin embargo, la fabricación de nanobloques de cobre sigue siendo un gran desafío y su tasa de desarrollo es lenta en comparación con las nanoestructuras hechas de metales hermanos, plata y oro», agrega Huang.

En su trabajo reciente, el equipo buscó crear cobre polihidrógeno rico en hidrógeno. Nanocluster (PCN). «Para crear nanoclusts en forma de cubo, agregamos trifenilfosfina (Ph3P) a nuestro sistema de reacción sintética», dice Bakr. Basado en estructuras de PCN pre-sintetizadas, el equipo predijo que la trifenilfosfina, con su estructura cónica rígida, ayudaría a formar un nuevo nanocluster de forma cuboide.

Los cristales en forma de bloque de color naranja oscuro que el equipo aisló de la mezcla de reacción demostraron ser una estructura de PCN novedosa con la forma cúbica esperada. La difracción de rayos X de cristal único mostró que el núcleo de cada nanoestructura contenía 23 átomos de cobre. Rodeando este núcleo había ocho grupos de trifenilfosfina, formando las ocho esquinas del cubo.

Sorprendentemente, cada cristal de color naranja oscuro está formado por múltiples nanoestructuras cúbicas, delicadamente apiladas en filas y columnas perfectamente simétricas. «Hemos descubierto que la sutil sinergia entre la forma cúbica y las interacciones de interconexión no covalente, como los enlaces de hidrógeno y las interacciones de van der Waals, es la principal fuerza impulsora del autoensamblaje cúbico simple único de los nanoclusters», dice Huang.

A pesar de los recientes descubrimientos del equipo, cobre La investigación de la nanomasa está todavía en pañales. Preguntas críticas sobre el mecanismo de crecimiento y evolución de la estructura estructuraLas relaciones de propiedad en racimo aún no se han abordado, dice Bakr, «Nuestro objetivo es arrojar luz sobre estos problemas y avanzar en la explotación del potencial de las congregaciones para obtener una retroalimentación motivacional significativa».