Химики освоили ювелирную ковку нанокластеров золота

Наночастицы золота представляют собой систему атомов золота размером от 1 до 100 нанометров. Комплексы таких наночастиц широко применяются в медицине — например, в пластической хирургии, онкологии, — и физике. В двух последних случаях актуальность золотых наночастиц объясняется их оптическими свойствами. Так, они обладают высоким коэффициентом поглощения и рассеяния света, что позволяет вводить их в организм пациента и возбуждать инфракрасным излучением для «подсвечивания» или нагревания опухолей.

При этом применение наночастиц золота в исследованиях ограничивается трудностями при формировании на их основе комплексов однородных по форме и размерам. В новой работе ученые представили способ создания олигомерных молекул из нанокластеров золота, защищенных 2-меркаптобензойной кислотой (p-MBA). Синтез молекул осуществлялся путем реакции лигандного обмена между наночастицами золота Au₁₀₂ (102-атомными) с бифенил-4,4’-дитиолом (BPDT). В результате частицы оказались связаны между BPDT дисульфидным мостиком.

Затем авторы заменили Au₁₀₂ на Au_~250 (примерно 250-атомные) — последние могут обеспечивать локализованный плазмонный резонанс (LSPR) при длине волны 530 нанометров. Упомянутые ранее оптические свойства золотых наночастиц обусловливаются именно плазмонными колебаниями электронов. Испытания показали, что при длине волны 630 и 810 нанометров олигомеры из Au_~250 демонстрируют дополнительные фазовые переходы в ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Это говорит о наличии гибридных форм резонанса.

Синтезированные нанокластеры — в виде пар, колец и цепочек — обладали строго определенной структурой, формой и относительно компактными размерами. Подчеркивается, что в результате электронного удара электронные облака частиц становились парными, что также изменяло электрическое поле окружающих структур в зависимости от сил, приложенных к мостику. По словам авторов, новые нанокластеры оптимально подходят для изучения поверхностных плазмонов и могут помочь в проектировании улучшенных химических датчиков и катализаторов.