Как растут кластеры металлов?

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2016, №5)

Исследователи из Марбурга и Карлсруэ изучили механизм постадийного образования металлических кластеров — ансамблей из нескольких атомов металлов, соединенных ковалентными связями («Nature Communications», 2016; 7, 10480, doi: 10.1038/NCOMMS10480).

Ученые обнаружили, что оболочка кластера формируется вокруг его центрального атома, опровергнув представление о том, что центральный атом встраивается в структуру кластера на более позднем этапе его образования. Детальное знание механизма формирования кластеров позволит управлять их оптоэлектронными и магнитными свойствами.

Для направленного синтеза химических соединений необходимо знать механизм их образования. Как заявляют авторы работы Флориан Вайгенд из Технологического института Карлсруэ и Штефани Денениз Марбургского университета, чаще всего механизм образования неорганических соединений для химиков — «темный лес». Трансформация металлических кластеров протекает очень быстро, поэтому наблюдать рост этих частиц, фиксируя образование всех интермедиатов, как правило, невозможно, даже комбинируя экспериментальные методики и применяя расчетные методы. Пока кластеры получают методом проб и ошибок, но, если понять механизм их формирования, это позволило бы получать материалы с заранее заданными свойствами и более эффективно при- менять их для решения практических задач.

Немецкие ученые исследовали синтез полиядерного металлического кластера: на первой стадии образовывались различные по размеру кластеры германия и мышьяка, в центре которых располагался переходный металл, например тантал. Результаты измерения и компьютерного моделирования показали, что центральный атом переходного металла играет ключевую роль: он служит своего рода катализатором, инициирующим образование кластера и формирование связей. По словам Вайгенда и Денен, полученные результаты можно экстраполировать на достаточно большое семейство металлических кластеров.

Кроме того, теперь можно определить, как, варьируя условия реакции, получить изомеры кластеров одинакового состава. Такая возможность весьма перспективна для производства материалов с программируемыми свойствами — известно, что свойства кластеров, как и органических веществ, зависят от их строения.


s20160512 chem cluster.png
Шаг за шагом к завершенной оболочке: образование металлического кластера из отдельных атомов.

Разные разности

08.07.2019 16:00:00

...необходимы новые оценки значимости научных журналов, более широкие и прозрачные, чем импакт-фактор...

...деградацию полиэтиленового и полистиролового мусора в море ускоряет специализированное сообщество бактерий...

...смертность африканских слонов от браконьерства снизилась с 10% в 2011 году до менее 4% в 2017-м, вероятно, из-за запрета на торговлю слоновой костью в Китае...

>>
28.06.2019 14:00:00

Доктор Аниш Бхува из Лондонского университетского колледжа решила проследить за изменениями системы кровоснабжения у тех, кто впервые решил пробежать лондонский марафон.

>>
26.06.2019 16:00:00

Оказывается, к закону сохранения можно подойти творчески и получить нечто из видимого ничто. А именно, высечь искру из физического вакуума. Как это сделать — придумали физики из Старклайдского университета.

>>
03.06.2019 17:00:00

...найдена первая экзопланета размером с Землю на расстоянии 53 световых лет от нашей Земли...

...проведено крупнейшее до сих пор исследование здоровья трансгендерных людей...

...если мышей поместить в систему из трех клеток, одну они будут использовать как туалет, а другую — как спальню...


>>
29.05.2019 16:00:00

Мешает ли поляризованность сотрудников работе? Как лучше: чтобы все в коллективе придерживались сходных политических взглядов или чтобы учились уживаться с «этими»?

>>