Language
Country/Area
No result found
Dari molekul ke partikel: Bagaimana nanokluster emas merevolusi pemahaman kita tentang material?
Dengan pesatnya perkembangan nanoteknologi, penelitian tentang nanokluster emas telah menarik perhatian luas di komunitas ilmiah. Partikel emas kecil ini tidak hanya berpotensi mengubah pemahaman tradisional kita tentang struktur material, tetapi juga menunjukkan potensi besar dalam aplikasi teknologi tinggi seperti optoelektronik dan katalisis. Diameternya kurang dari satu mikrometer dan dapat berupa molekul diskrit atau partikel koloid yang lebih besar. Bagi ilmuwan material, studi tentang nanokluster emas ini tidak hanya eksplorasi mendalam tentang materi granular, tetapi juga penemuan penting tentang hubungan antara struktur material dan kinerja.
Nanokluster emas polos dan studi struktural
Kluster emas polos adalah kluster emas tanpa cangkang ligan penstabil, yang dapat disintesis dan dipelajari dalam ruang hampa menggunakan teknik berkas molekuler. Para ilmuwan mengeksplorasi struktur kluster ini menggunakan teknik seperti spektroskopi fotoelektron anion, spektroskopi inframerah jauh, dan difraksi elektron. Studi tersebut menunjukkan bahwa struktur nanokluster emas murni berbeda secara signifikan dari kluster emas yang distabilkan ligan, yang menunjukkan bahwa lingkungan kimia memiliki pengaruh penting pada struktur kluster emas.
Misalnya, Au20 membentuk tetrahedron sempurna, dengan pengemasan atom emasnya sangat mirip dengan susunan atom struktur kubik berpusat muka (fcc) emas metalik.
Struktur kluster emas yang distabilkan ligan
Berbeda dari eksplorasi kluster emas murni, kluster emas yang distabilkan ligan menyajikan struktur yang lebih kompleks. Ketika ukuran partikel emas berkurang, struktur kubik berpusat mukanya berubah menjadi struktur ikosahedral sentral, seperti Au13. Transformasi ini meningkatkan stabilitas kluster emas.
Kluster emas ikosahedral ditemukan di banyak kluster emas, yang dihubungkan oleh pembagian titik sudut, fusi muka, dan bi-ikosahedron yang saling menembus.
Kluster emas diskret dan aplikasinya
Kluster molekuler yang terdefinisi dengan baik umumnya mengandung ligan organik, yang harus dihilangkan untuk menghasilkan kluster emas murni dalam aplikasi katalitik. Hal ini biasanya dicapai dengan pembakaran pada suhu tinggi, tetapi juga dapat dicapai secara kimia pada suhu yang lebih rendah.
Kluster emas koloid dan sifat optiknya
Kluster emas juga dapat ada dalam bentuk koloid, sering kali dengan lapisan permukaan alkiltiol atau protein. Partikel emas ini memiliki aplikasi potensial dalam pewarnaan imunohistokimia. Nanopartikel logam menunjukkan sifat penyerapan yang kuat di wilayah cahaya tampak, yang meningkatkan potensinya untuk aplikasi dalam pengembangan perangkat optik.
Panjang gelombang pita resonansi plasmon permukaan (SPR) bergantung pada ukuran dan bentuk nanopartikel.
Sifat katalitik gugus emas
Potensi katalitik gugus emas juga luar biasa dalam katalisis lingkungan. Misalnya, ketika gugus emas ditanamkan pada permukaan FeOOH, gugus tersebut dapat mengkatalisis oksidasi CO pada suhu sekitar. Lebih jauh, aktivitas katalitik gugus emas pada penyangga TiO2 dapat dilakukan pada suhu yang sangat rendah, yang menunjukkan korelasi yang kuat antara struktur dan kinerja katalitiknya.
Karakteristik struktural gugus nano emas memengaruhi sifat katalitiknya, yang menjadikannya topik penting untuk mempelajari pengaruh ukuran dan strukturnya terhadap sifat katalitik.
Akhir
Penelitian tentang nanokluster emas tidak hanya memperdalam pemahaman para ilmuwan tentang nanomaterial, tetapi juga memunculkan berbagai kemungkinan aplikasi baru. Bagaimana partikel-partikel kecil ini akan memahami inti ilmu material masa depan dan batasan pengetahuan dan teknologi apa yang akan mereka ungkapkan tidak diragukan lagi akan menjadi arah penting bagi eksplorasi masa depan oleh komunitas ilmiah.
