2 月 6 日消息，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院固體所伍志鯤研究員、莊勝利研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合安徽師范大學(xué)陸洲教授團(tuán)隊(duì)，引入即時(shí)“反伽伐尼還原”合金化策略，解決大尺寸銀納米團(tuán)簇穩(wěn)定性差、多分散、產(chǎn)率低的難題，實(shí)現(xiàn)了大尺寸銀納米團(tuán)簇晶體的高產(chǎn)率、克級(jí)合成和大團(tuán)簇中摻雜原子的精準(zhǔn)去除，并指出利用穩(wěn)態(tài)吸收光譜判斷納米粒子金屬性會(huì)出現(xiàn)誤判的情況，相關(guān)成果于 1 月 10 日發(fā)表在 National Science Review 上。

▲ 圖源“科學(xué)島在線”公眾號(hào)

當(dāng)金屬納米顆粒尺寸減小至臨界尺度時(shí)，其電子結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生由連續(xù)能帶的金屬態(tài)向離散能級(jí)的分子態(tài)轉(zhuǎn)變。揭示物質(zhì)連續(xù)態(tài)向分子態(tài)轉(zhuǎn)變的精準(zhǔn)臨界尺寸是納米科技的一個(gè)核心問題，也是重大挑戰(zhàn)，特別對(duì)于相對(duì)活潑的金屬納米粒子而言，存在穩(wěn)定性差和多分散性等難題。

在本研究中，研究團(tuán)隊(duì)利用即時(shí)生成的銀納米團(tuán)簇的“反伽伐尼還原”特性還原共存的鋅離子（對(duì)照實(shí)驗(yàn)表明鋅離子本身在類似的情況下不能被還原，需通過銀團(tuán)簇的幫助才能被還原），通過合金化增強(qiáng)了銀納米團(tuán)簇的穩(wěn)定性，從而大大提高產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)了含 1796 個(gè)原子的銀-鋅納米團(tuán)簇（Ag252Zn2）的克級(jí)制備，單晶質(zhì)量達(dá) 2.40 克，產(chǎn)率較已有大尺寸同類材料單晶產(chǎn)量紀(jì)錄提升了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開發(fā)了類似“原子手術(shù)”的精準(zhǔn)去合金化技術(shù)，在不破壞納米粒子框架結(jié)構(gòu)的前提下，精準(zhǔn)移除兩個(gè)鋅原子，成功獲得了 1.03 克純銀納米團(tuán)簇晶體（Ag252）。

該研究不僅為臨界尺寸附近相對(duì)活潑金屬納米粒子的單分散、大規(guī)模制備難題提供了解決辦法，也指明了納米粒子金屬性判斷的準(zhǔn)確依據(jù)，揭示了臨界尺寸附近金屬納米粒子的特殊性能，為后續(xù)研究和應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

論文以中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院為第一完成單位。伍志鯤研究員、莊勝利研究員和安徽師范大學(xué)陸洲教授為共同通訊作者，博士后方亮、管國(guó)偉，博士生何宗兵以及安徽師范大學(xué)博士生劉榕為論文共同第一作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。