Met een zilveren schaartje kun je nanogouddeeltjes snoeien. En er zo achter komen wat de functie van afzonderlijke atomen op het oppervlak van zo’n deeltje is, schrijven Rongchao Jin en collega’s uit Pittsburgh in Science Advances.

In een persbericht laat Jin doorschemeren dat hij altijd een beetje jaloers is geweest op organici die naar hartelust met de functionele groepen van hun moleculen kunnen spelen. Zijn droom was om de achterstand van de nanowetenschappen op dit vlak een beetje goed te maken.

Het gaat hier over héél kleine deeltjes. Zie de afbeelding: eigenlijk zijn het eerder clusters, bestaande uit precies 23 goudatomen (de paarse en de blauwe bolletjes) en 16 organische staarten (niet afgebeeld) die vastzitten via zwavelatomen (geel). In formulevorm Au₂₃(SR)₁₆^-. Zulke deeltjes kun je tegenwoordig zeer reproduceerbaar maken; met een goudatoom meer of minder zijn ze eenvoudigweg stukken minder stabiel.

Zoals de afbeelding laat zien is zo’n deeltje verre van rond. Bij sommige goudatomen steekt een groter deel van het oppervlak naar buiten dan bij andere, en bovendien hangt elk ‘blauw’ goudatoom losjes tussen twee zwavelatomen in. Zeg maar S-Au-S. Uiteraard heeft dat gevolgen voor de reactiviteit.

Wat Jin nu heeft gedaan, is eerst twee van de ‘paarse’ goudatomen vervangen door zilveratomen. In de praktijk komen die vanzelf op specifieke plekken te zitten. Behandel je het resultaat vervolgens met een goud-difosfinecomplex, dus Au₂Cl₂(P-C-P) dan gebeuren er twee dingen: de zilveratomen worden weer door goud vervangen, en de S-Au-S-groepen die er vlak naast zitten worden vervangen door P-C-P. Wat je overhoudt is AgCl₂^- en een verkleind nanodeeltje met de formule Au₂₁(SR)₁₂(P-C-P)₂⁺.

Mochten de nanodeeltjes katalytisch actief zijn dan heeft de wijziging daar ongetwijfeld invloed op, maar dat heeft Jin nog niet uitgeprobeerd. Wel zie je het aan de fotoluminescentie van de deeltjes, die er een factor 10 door wordt versterkt.

De volgende uitdaging is om er een snoeiprocedure van te maken die ook bij andere nanodeeltjes werkt.

bron: Carnegie Mellon University