Den oväntade mångfalden av metalliska nanoklusters inre struktur har nu katalogiserats i familjer. Fysiker har fått nya insikter i de inre förvecklingarna i de strukturella variationerna hos metalliska nanokluster. Detta verk av Luca Pavan, Cono Di Paola och Francesca Baletto från King's College London, STORBRITANNIEN, är på väg att publiceras i European Physical Journal D . Det tar oss ett steg närmare att skräddarsy on-demand-egenskaper hos metalliska nanopartiklar. Verkligen, den geometriska strukturen hos dessa nanokluster påverkar deras kemiska och fysikaliska egenskaper, som skiljer sig från enskilda molekyler och bulkmetaller.
Problemet ligger i svårigheten att utvärdera den optimala strukturen för sådana kluster för att få dem att uppvisa specifika egenskaper och tillfredsställa ett speciellt tekniskt behov. Detta beror på att ett system som består av flera sammanlänkade atomer är alldeles för komplext för att dess optimala struktur ska kunna identifieras helt enkelt genom att lösa ekvationer.
Istället, författarna tillämpade en numerisk simuleringsmetod, känd som metadyamics, används vanligtvis för att ta prov på energilandskapet av biomolekyler och proteiner. Denna teknik, ganska nytt inom området metalliska nanopartiklar, identifierar strukturer som motsvarar varje minimum av energilandskapet. Dessutom, detta tillvägagångssätt får en bättre insikt i sammankopplingen av olika strukturella motiv vid givna temperaturer.
Specifikt, denna studie beskriver ett iterativt tillvägagångssätt för metadynamik för att upptäcka vilka som är nyckelstrukturerna för 13-atomstarka platinanokluster. Författarna fokuserade på att identifiera de mest återkommande motiven som kan spela en viktig roll under strukturella transformationer av nanoklustren.
Dessutom, teamet föreslog ett komplett sätt att katalogisera sådana strukturella motiv i familjer. Nästa steg skulle vara att förstå hur olika geometriska former hänger ihop och utvärdera energikostnaden för varje transformation, från en typ av geometri till en annan. Applikationer kan, till exempel, finns i nanokatalys och nanoenheter för magnetisk lagring.
