Sintesi di AuNC stabilizzata da F27 SH e cristallizzazione di [Au25 (SF27 )18 ] 0 . una rappresentazione Cartoon di AuNC stabilizzata da F27 SH tiolo. Per ragioni di chiarezza, solo 6 F27 Sono stati segnalati ligandi S; b rappresentazione schematica della formazione dei cristalli in soluzione di solkane e variazione colorimetrica alla loro dissoluzione in PFO; c spettri UV–Vis di prodotto grezzo in solkane e cristalli ridisciolti in PFO; d, e Immagini STEM del prodotto grezzo che mostrano la presenza di piccoli cluster e AuNP più grandi; f, g Immagini STEM della soluzione di cristalli ridisciolti che mostrano la presenza omogenea di piccoli cluster. Credito:Comunicazioni sulla natura (2022). DOI:10.1038/s41467-022-29966-2
Il SupraBioNano Lab (SBNLab) presso il Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica "Giulio Natta" del Politecnico di Milano, in collaborazione con l'Università di Bologna e l'Università Aalto di Helsinki (Finlandia), ha sintetizzato per la prima volta un superfluorurato nanocluster d'oro, costituito da un nucleo di soli 25 atomi d'oro, a cui sono legate 18 molecole fluorurate a struttura ramificata. Il progetto è stato recentemente pubblicato su Nature Communications .
I cluster metallici sono una classe innovativa di nanomateriali molto complessi, caratterizzati da dimensioni ultra-piccole (<2nm) e peculiari proprietà chimico-fisiche quali luminescenza e attività catalitica, che ne favoriscono l'applicazione in diversi ambiti scientifici di grande importanza in relazione alla moderna sfide globali. Questi includono la medicina di precisione, in cui i nanocluster metallici vengono utilizzati come sonde innovative per applicazioni diagnostiche e terapeutiche, e la transizione energetica, dove vengono applicati come catalizzatori efficienti per la produzione di idrogeno verde.
La cristallizzazione di nanocluster metallici offre la possibilità di ottenere campioni di elevata purezza, consentendo di determinarne la struttura atomica fine; tuttavia, al momento questo rimane un processo molto difficile da controllare. Le metodologie sviluppate in questo studio hanno promosso la cristallizzazione dei nanocluster, consentendo di determinarne la struttura atomica mediante diffrazione di raggi X presso il Sincrotrone Elettra di Trieste. Il risultato finale è la descrizione strutturale del nano-oggetto fluorurato più complesso mai riportato.
"Grazie alla presenza di un guscio completamente fluorurato, contenente quasi 500 atomi di fluoro, il nanocluster d'oro viene stabilizzato dalle numerose interazioni tra gli atomi di fluoro del legante, favorendone la cristallizzazione", afferma il professor Giancarlo Terraneo.
"Sarà presto possibile studiare la struttura di questi nanomateriali avanzati al Politecnico di Milano, dove, grazie anche al contributo della Regione Lombardia, Next-GAME (Next-Generation Advanced Materials), laboratorio dedicato all'uso di strumenti a raggi X all'avanguardia per caratterizzare cristalli, nanoparticelle e colloidi", afferma il professor Pierangelo Metrangolo, a nome di Next-GAME.
Le interazioni tra gli atomi di fluoro sia all'interno del nanocluster che tra i nanocluster sono state razionalizzate utilizzando tecniche di chimica quantistica presso il Dipartimento di Chimica "G. Ciamician" dell'Università di Bologna dalla Dott.ssa Angela Acocella e dal professor Francesco Zerbetto.
Allo studio hanno contribuito anche la Professoressa Valentina Dichiarante, la Professoressa Francesca Baldelli Bombelli, la Dott.ssa Claudia Pigliacelli e il Professor Giulio Cerullo, del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, esaminando le caratteristiche ottiche del nanocluster e dimostrando l'impatto dei leganti fluorurati sull'ottica del nucleo d'oro attività. + Esplora ulteriormente
