کشف ساختارهای قفسی در خوشه طلا
شناسايي C60 و فولرين‌هاي بزرگتر تلاش براي دستيابي و شناسايي ساختارهاي قفسهاي مشابه از عناصر ديگر را افزايش داده است. محققان دانشگاه Nebraska Lincoln (UNL) و دانشگاه واشينگتن (WSU) ادعا مي‌كنند مدارك تئوري و تجربي دال بر وجود ساختارهاي پايداري از طلا در اختيار دارند.
اين كشف هنگام بررسي چگونگي تبديل ساختار Au13 مسطح به Au20 چهاروجهي صورت گرفت. X.C. Zeng. از UNL مي‌گويد: ما فقط مي‌خواستيم بدانيم چه زماني اين ساختار مسطح شروع به تغيير شكل به ساختار توده‌اي مي‌كند.
اطلاعات تجربي اين پروژه در آزمايشگاه ملي Pacific Northwest به دست آمد. محققان wsu از يك منبع تبخير ليزري براي توليد خوشه‌هاي طلا با 15 الي 19 اتم طلا استفاده كردند. آنها طيف فوتوالكترون (PES) اين خوشه‌ها را در 226nm (4/661ev) و 193nm 6/424ev)( اندازه گرفتند.
اين محققان با تركيب محاسبات شيمي كوانتوم با يك روش جستجوي كامپيوتري قدرتمند، پايدارترين حالت‌هاي خوشه‌هاي آنيوني Au را در محدوده 15 تا 19 اتم شناسايي كردند. داده‌هاي تئوري PES براي پايدارترين ساختارها شامل يك ساختار براي حالت5;n=19ساختار براي حالت n=16 و n=15 و 6 ساختار براي حالت n=17 و n=18مي‌باشد.
اين مطالعه تئوري نشان مي‌دهد كه تقريب اً يكي از كم انرژي‌ترين خوشه‌ها با 16، 17 يا 18 اتم Au بايد ساختار قفس توخالي داشته باشد. اين ساختارها مطابقت خوبي با داده‌هاي تجربي PES داشتند. فضاي خالي درون قفس Au حدود 6 آنگستروم تخمين زده مي‌شود كه براي پذيرفتن يك اتم خارجي كافي است.
اين امر مي‌تواند باعث پايداري اين ساختارها شود كه ممكن است در اثر تماس با سطح يك ماده ديگر تغيير شكل پيدا كنند. تمام اطلاعات تئوري و تجربي كه تاكنون به دست آمد بر اين فرض استوارند كه هيچ كدام از خوشه‌ها به يكديگر متصل نبوده و همگي در خلأ قرار دارند.
در برگرفتن يك اتم خارجي توسط قفس طلا مي‌تواند در توليد كاتاليست‌هاي سوختي در آينده مورد استفاده قرار گيرد. قفسهاي خالي خوشه‌هاي طلا نيز مي‌توانند به عنوان يك سيستم جديد رهاسازي و حمل عوامل دارويي در خون بكار روند.
نتايج كار اين محققان در Proc. Natl. Acad. Sci. USA, (2006) 103. 8326 به چاپ رسيده است.
منبع : http://www.nanoarticle.com
