近日,我校研究生方友琼在国际知名期刊《Inorganic Chemistry Frontiers》 (《无机化学前沿》)以第一作者身份发表题为“Kernel-Differentiated Fusion Strategy Redefines Critical Size Thresholds in Giant Twinned-FCC RS-AuNCs: Unlocking Size Adaptability and Birth of Metallicity(内核差异化融合策略重新定义了孪晶面心立方结构的大型RS-AuNCs的临界尺寸阈值:解锁尺寸适应性与金属态的诞生)”的学术论文,并被该期刊选为2025年热点论文。导师为熊琳博士。
硫硫醇保护的金纳米团簇(RS-AuNCs)因结构精确可调成为研究结构-性能关系的理想体系,其中FCC构型团簇因与金晶体同源而备受关注。然而,大尺寸FCC团簇(92-279原子)的稀缺(仅Au146、Au191和Au279三例)限制了对其演化规律研究。理论显示,在102-144原子范围内,Dh/Ih构型比FCC构型能量更低,引发对FCC构型-尺寸敏感性的质疑。
为此,课题组设计出能量与Dh构型相当的孪晶FCC团簇Au127(SR)48,突破了该尺寸区间FCC结构难稳定的认知。通过内核差异化融合策略,构建了Au20、Au24和Au26新型金核,并进一步建立了大尺寸孪晶FCC团簇(Au164、Au182和Au188)。这些团簇表现出优异的结构稳定性,且其HOMO-LUMO能隙衰减趋势与常规立方体FCC团簇不同,揭示了金原子排列方式对电子结构的重要影响。此外,Au182和Au188的紫外可见吸收光谱出现SPR峰,刷新了孪晶FCC结构呈现金属性的尺寸下限。该研究填补了大尺寸FCC团簇的结构空白,为探索RS-AuNCs的结构-性能关系提供了新思路。
(熊琳)