Une équipe de chercheurs a examiné une méthode unique pour reformer les structures de nanomatériaux ultra-petits. Ces nanomatériaux, appelés nanoclusters métalliques, comblent le fossé entre l’atome métallique et le métal en vrac, ce qui les rend très utiles dans la recherche fondamentale et appliquée. Les nanoclusters métalliques ont un potentiel pour de nombreuses applications dans les domaines biomédicaux.
Le document de synthèse de l’équipe est publié dans la revue Polyoxométalates.
L’équipe a étudié la réaction phosphine-LEIST. Cette méthode présente des avantages dans la modification structurelle et la modulation des propriétés des nanoclusters métalliques. « La méthode que nous avons examinée est capable de moduler la structure atomiquement précise des nanoclusters métalliques et de réguler leurs performances correspondantes », a déclaré Man-Bo Li, professeur à l’Université d’Anhui, en Chine.
En raison de leurs caractéristiques de taille remarquables et de leurs structures précises, les nanoclusters métalliques servent de ponts entre les nanoparticules et les molécules. Ils offrent aux scientifiques une excellente plateforme pour étudier la structure et la modulation des propriétés des nanomatériaux au niveau atomique.
Ces dernières années, les scientifiques travaillant dans le domaine de la chimie des nanoclusters métalliques se sont progressivement concentrés davantage sur l’effet des ligands périphériques sur les nanoclusters métalliques. Les ligands sont des atomes ou des molécules qui se lient directement à l’ion métallique.
Les scientifiques ont progressivement réalisé que la structure spatiale et le mode de liaison des ligands organiques peuvent avoir un impact significatif sur les propriétés des nanoclusters métalliques en termes de topologie et de structure électronique, de solubilité, de stabilité et d’applications associées. L’ingénierie des ligands devient donc une branche essentielle de la chimie des nanoclusters métalliques.
Auparavant, la synthèse de nanoclusters était réalisée par des méthodes de dopage métallique et de synthèse directe. À partir de la méthode de synthèse directe, les scientifiques ont dérivé la transformation taille/structure induite par l’échange de ligands (LEIST). De nombreux nanoclusters ont été synthétisés grâce à la méthode LEIST. Avec LEIST, les scientifiques ont acquis une compréhension plus approfondie du phénomène de transformation dans les nanoclusters métalliques et des perspectives d’application plus larges.
L’équipe a examiné les transformations structurelles induites par le ligand phosphine et la régulation correspondante des performances catalytiques et optiques des nanoclusters métalliques. Ils voulaient résoudre la contradiction entre la stabilité et l’activité des nanoamas métalliques.
« Le but ultime est de préparer des nanoclusters métalliques ultra-stables et hautement actifs pour des applications pratiques. L’application la plus intéressante serait la catalyse, car les nanoclusters métalliques possèdent des structures précises, de nombreux sites d’activation de surface et une capacité de recyclage. Ce sont des catalyseurs industriels idéaux, combinant les avantages de catalyseurs homogènes et hétérogènes », a déclaré Li.
Ces dernières années, les scientifiques ont proposé de nouvelles utilisations potentielles des nanoclusters métalliques protégés par la phosphine en utilisant la méthode LEIST pour les ligands de la phosphine. Les ligands phosphine peuvent transformer la structure des nanoclusters métalliques dans un processus évolutif descendant qui « pèle » et « grave » pour différents nanoclusters modèles.
Les ligands phosphine peuvent également être utilisés avec d’autres méthodes de synthèse. Au fil du temps, les chercheurs ont découvert de plus en plus de ligands phosphines dotés de propriétés fonctionnelles différentes. Les chercheurs les utilisent pour modifier les structures de nanoclusters métalliques existantes. Les ligands phosphine offrent un potentiel prometteur pour la modification structurelle des nanoclusters métalliques.
Les travaux de l’équipe mettent en évidence l’importance cruciale du développement d’une plus grande variété de ligands de phosphine fonctionnalisés. « À mesure que de plus en plus de ligands de phosphine sont conçus et synthétisés, les applications des nanoclusters métalliques dans divers domaines seront considérablement élargies », a déclaré Li.
Dans leur examen, l’équipe s’est concentrée sur les transformations structurelles des nanoclusters métalliques induites par la phosphine et sur la régulation de leurs performances qui en résulte. Ils ont mis en évidence les transformations de nanoclusters induites par le ligand phosphine. Ils ont résumé les nombreuses réalisations de modification structurelle par la méthode phosphine-LEIST utilisant des phosphines.
Ils ont également discuté de la méthodologie synergique de modification structurelle induite par la phosphine, combinée à d’autres méthodes de synthèse. Enfin, ils ont résumé le rôle potentiel de l’ingénierie des ligands phosphine dans la modulation des propriétés des nanoclusters métalliques, telles que les activités optiques et catalytiques.
Grâce à leur examen, l’équipe a déterminé que les transformations induites par la phosphine de nanoclusters métalliques atomiquement précis sont très prometteuses en tant que sujets de recherche et méritent une exploration plus approfondie dans le développement et l’application de ces nanoclusters métalliques.
Plus d’information:
Wenwen Fei et al, Modification structurelle et régulation des performances de nanoclusters métalliques atomiquement précis par la phosphine, Polyoxométalates (2023). DOI : 10.26599/POM.2023.9140043
Fourni par Tsinghua University Press