Un'ampia collaborazione internazionale che coinvolge ricercatori di quattro paesi:Cina, Australia, Germania e Finlandia – sono riuscite a sintetizzare e caratterizzare due prima sconosciuti, nanocluster d'argento da record di 136 e 374 atomi di argento. Questi nanocluster a forma di diamante (vedi figura), costituito da un nucleo d'argento da 2 a 3 nanometri e uno strato protettivo di atomi d'argento e molecole di tiolo organico, sono i più grandi la cui struttura è ora nota con precisione atomica. La ricerca è stata pubblicata su Comunicazioni sulla natura il 9 settembre 2016.

I nanocluster sono stati sintetizzati nell'Università di Xiamen in Cina e caratterizzati da cristallografia a raggi X e microscopia elettronica in Cina, Australia e Germania. La loro struttura elettronica e le proprietà ottiche sono state studiate computazionalmente nel Centro di nanoscienze (NSC) dell'Università di Jyväskylä in Finlandia.

I nanocluster d'oro stabilizzati da uno strato molecolare di tiolo sono noti da decenni, ma solo negli ultimi anni i cluster d'argento hanno suscitato maggiore interesse nella comunità della ricerca. L'argento è un materiale desiderabile per la sintesi dei nanocluster poiché è un metallo più economico dell'oro e le sue proprietà ottiche sono meglio controllabili per le applicazioni. Però, le ricette di sintesi che produrrebbero cluster d'argento stabili per tempi prolungati non sono così ampiamente conosciute come per l'oro.

"Questi più grandi nanocluster d'argento atomicamente precisi conosciuti finora servono come sistemi modello eccellenti per capire come crescono le nanoparticelle d'argento, " afferma il professor Nanfeng Zheng il cui gruppo di ricerca ha preparato i cluster presso l'Università di Xiamen in Cina. "La struttura interna del nucleo metallico è una combinazione di piccoli cristalliti d'argento che si uniscono per formare una struttura a forma di diamante simmetrica cinque volte".

"Dal punto di vista teorico questi nuovi cluster sono molto interessanti, " afferma il professor Hannu Häkkinen dell'Accademia dell'NSC di Jyväskylä. "Questi ammassi sono già abbastanza grandi da avere proprietà simili al metallo d'argento, come un forte assorbimento della luce che porta a oscillazioni collettive della nuvola di elettroni note come plasmoni, ma abbastanza piccoli da poter studiare in dettaglio la loro struttura elettronica. Con nostra grande sorpresa, i calcoli hanno mostrato che gli elettroni nello strato molecolare organico partecipano attivamente all'oscillazione collettiva degli elettroni d'argento. Sembra quindi possibile attivare questi cluster con la luce per fare chimica sulla superficie del ligando".