Sciencemag.cz
Doporučujeme
20 atomů zlata se samovolně uspořádá do tvaru pyramidy se základnou rovnostranného trojúhelníku, tj. do pravidelného čtyřstěnu.
Spodní vrstva je rovnostranný trojúhelník se stranou 4 atomy, následující vrstvy mají stranu 3, 2 a 1 atom. Ve spodní vrstvě je 10 atomů, nad ní 6, pak 3 a pak 1 (viz obrázek). Podle vědců z Katolické univerzity v Lovani (Belgie) je v tomto ohledu zlato výjimkou, protože u jiných prvků se podobné počty atomů mají tendenci spojit do tvarů více či méně pravidelných koulí a podobných shluků.
Příslušná struktura zlata byla nejen předpovězena na základě pokročilých výpočtů/simulací, ale podařilo se ji potvrdit i experimentálně – pomocí STM mikroskopie pří -269 °C. Atomy zlata byly rozprášeny z makroskopického kousku pomocí plazmatu ve vakuové komoře. Část z těchto atomů „kondenzovala“ do obdoby kapiček o různém počtu atomů. Autoři studie si z takto vzniklých útvarů vybrali ty, které měly přesně 20 atomů. Ty potom výzkumníci umístili na 3 atomy silnou vrstvu chloridu sodného a zde provedli vlastní mikroskopii.
Klastry zlata o velikosti 20 atomů mají jako celek zcela zaplněné orbitaly, podle autorů studie se dají přirovnat ke vzácným plynům nebo aromatickým sloučeninám. Jsou proto méně reaktivní než struktura, kde by bylo o atom více nebo méně. Různé klastry zlata mají různé katalytické účinky a liší se i optickými vlastnostmi, v nedávné době se nanostruktury zlata zkoušely využívat i v solárních článcích.
Zhe Li et al. Unraveling the atomic structure, ripening behavior, and electronic structure of supported Au20 clusters, Science Advances (2020). DOI: 10.1126/sciadv.aay4289
Zdroj: KU Leuven/Phys.org
