2019年6月21日
金属簇在卫生、能源和环境部门正变得非常有用，并用于燃料电池、有效药物和分子传感器等多种产品。簇的这种独特功能是由于类型和大小的变化而形成的。
目前，研究人员领导的根岸雄一教授，应用化学系东京理工大学欧洲杯线上买球，通过阐明金属簇(硫代酸盐保护的金银合金)在溶液中的动力学，为这个持续的故事添加内容;这有助于了解这些应用程序集群的几何形状、稳定性和可持续性。
当一组金属原子聚集在一起形成团块时，即在分子和大块固体大小之间的任何地方，金属团块就形成了。最近，这些簇因其大小和组成而具有不同的化学能力而备受关注。
相对于在大块金属晶格中看到的封闭、固定和稳定的堆积，这些团簇的几何形状，通常也管理它们的化学反应，是基于减少能量的特殊原子排列。此外，它们的功能根据团簇中基本原子的数量而不同。
由于这些微观层面的因素决定了最终的宏观层面簇的活动，因此在原子尺度上评价簇的动力学是至关重要的。最近在这类金属团簇领域的勘探使这些团簇能够按确定的化学成分分类为化合物。
其中一个具有发光和催化性能的金属团簇就是硫代酸盐保护的金银合金团簇。这些金属团簇是在硫代酸盐保护的单独银和金团簇被放置在溶液中形成的。单个的纯原子团体会进行金属交换，类似于化学“物物交换”:用金交换银原子。
摘要团簇金属络合反应(CMCR)技术被广泛应用，但其实际动力学及其能量激励机制却不为人所知。这成为根岸英一教授的团队感兴趣的根源，正如他们所说，除了几何结构外，还必须考虑这些团簇在溶液中的动态行为，以了解金-银合金团簇的催化活性和发光特性的起源。
为了了解合成后纯簇之间的金属交换行为，研究人员提出了一个基于反相色谱的实验。他们识别这种排列是因为它根据电子特征来区分分子，也就是说，分子是极性的(同时有正负中心)还是非极性的(没有电荷分离)。
使用这种安排被证明是有益的，因为该小组指出，事实上，单个结构异构体(对特定簇的不同几何和空间分布)在溶液中会改变，即使簇的质量不受影响。这表明在原子团簇内存在金属原子的交换，改变了原子团簇的电子态，尽管原子团簇的质量保持不变。他们还告知，在合成之后，随着时间的推移，各种结构类型的金-银合金在溶液中的浓度发生了变化。这表明，在幕后还存在簇间金属交换。最后，科学家们还注意到，在合成之后，原子团簇间的金属交换发生得更有规律，并且在长时间静止后会适当地减速。他们把这归因于不同结构之间的稳定性和能量的差异。
在溶液中，通过团簇间(和团簇内)金属交换，形成的亚稳态几何形状可能转化为热力学稳定的几何形状。
根岸雄一，东京理工大学应用化学系教授欧洲杯线上买球
研究人员通过与交替合成过程的对比研究，证实了他们对簇状金属配合物反应动力学的观测。由于传统的工艺(金属离子的Co-Reduction)在极端条件下制造合金，只有在热力学和能量上幸运的结构才能见到阳光。因此，形成了相当稳定的结构，表明金属交换受到了相对抑制。这与CMCR所产生的群聚形成了鲜明的对比。CMCR在群聚中首先观察到几个物种的特征。随着时间的推移，就像自然界的一切事物一样，不稳定的物种试图重新排序，将自己排列成稳定的物种。他们通过金属交换来实现这一点。
根岸教授概括地说，“这些结果表明，根据合成方法的不同，金-银合金簇在合成后立即具有不同的几何结构(和分布)。因此，它们在溶液中的动力学行为也取决于合成方法。
研究具有不同内核大小和组成的簇是令人兴奋的，因为它提供了令人兴奋的机会，利用新的化学和物理性质。然而，这还不是全部。它还提供了对它们的结构-性质相互作用的洞察，或多或少就像窥视原子的“社会生活”。