部分由于其獨(dú)特的電子，光學(xué)和化學(xué)性質(zhì)，納米材料被用于從化學(xué)品生產(chǎn)到醫(yī)藥和發(fā)光裝置的各種應(yīng)用中。但是當(dāng)在其結(jié)構(gòu)中引入另一種金屬時(shí)，也稱為“摻雜”，研究人員不確定金屬將占據(jù)哪個(gè)位置以及它將如何影響納米團(tuán)簇的整體穩(wěn)定性，從而增加實(shí)驗(yàn)時(shí)間和成本。

然而，匹茲堡大學(xué)斯旺森工程學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種新理論，以更好地預(yù)測納米團(tuán)簇在給定金屬被引入其結(jié)構(gòu)時(shí)的行為方式。該研究“配體保護(hù)金屬納米團(tuán)簇的熱力學(xué)穩(wěn)定性”在ACS Journal of Physical Chemistry Letters的封面上有所介紹。共同作者是Giannis Mpourmpakis，他是斯克森學(xué)院的二百周年校友教職研究員和化學(xué)與石油工程助理教授，以及博士候選人和NSF研究員Michael Taylor。他們的研究結(jié)果與先前的研究有關(guān)，這些研究主要集中在設(shè)

“設(shè)計(jì)納米團(tuán)簇的大小，形狀和組成是控制其固有特性的一種方法，”Mpourmpakis博士說。“特別是，配體保護(hù)的Au(金)納米團(tuán)簇是一類納米材料，其中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)其尺寸的精確控制。我們的研究旨在更好地預(yù)測其雙金屬對(duì)應(yīng)物的形成方式，這將使我們能夠更容易地預(yù)測它們的結(jié)構(gòu)沒有在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行過多的試驗(yàn)和錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)。“

該研究在Mpourmpakis博士的計(jì)算機(jī)輔助納米和能量實(shí)驗(yàn)室(CANELA。)中完成，使他們能夠計(jì)算預(yù)測配體保護(hù)的Au納米團(tuán)簇中的確切摻雜劑位置和濃度。他們還發(fā)現(xiàn)，他們最近開發(fā)的理論，解釋了實(shí)驗(yàn)合成的Au納米團(tuán)簇的確切尺寸，也適用于雙金屬納米團(tuán)簇，它具有更大的多功能性。

“這種計(jì)算理論現(xiàn)在可用于加速納米材料的發(fā)現(xiàn)并更好地指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)工作，”Mpourmpakis博士說。“更重要的是，通過在雙金屬納米團(tuán)簇上測試這一理論，我們有可能開發(fā)出具有定制特性的材料。這可能對(duì)納米技術(shù)產(chǎn)生巨大影響。”