En forskargrupp ledd av professor Flavio Maran vid Padovas universitet (Italien) och akademiprofessor Kari Rissanen vid Jyväskyläs universitet (Finland) har publicerat i den prestigefyllda Journal of the American Chemical Society en studie som visar hur det är möjligt att få fram mycket högkvalitativa kristaller bildade av guldnanopartiklar.

"Forskningen om guldnanopartiklar är ett område av både grundläggande och tillämpad betydelse, " förklarar akademiprofessor Kari Rissanen vid institutionen för kemi vid Jyväskylä universitet. Röntgenkristallografi är den mest kraftfulla metoden för att bestämma molekylstrukturen av dessa nanosystem, men att få fram enkristaller av god kvalitet som lämpar sig för noggrann röntgenanalys har varit flaskhalsen i denna krävande forskning. Detta problem har nu åtgärdats med framgång tack vare en elektrokemisk strategi som kallas elektrokristallisation.

Röntgen enkristalldiffraktionsanalys av guldnanokluster – strukturer som består av en kärna som består av dussintals guldatomer täckta och skyddade av ett lager av molekyler – har den inneboende begränsningen att enkristaller av god kvalitet är mycket svåra att få. Teamet har utvecklat en elektrokemisk metod som gör det möjligt att odla kristaller med hög renhet i stora mängder och mycket hög kristallografisk kvalitet. Genom att tillåta en mycket liten ström att flyta mellan två elektroder, täta skogar av millimeterlånga enkristaller kan genereras direkt på elektrodytan.

"Denna elektrokristallisationsmetods genombrottskaraktär, " fortsätter professor Maran, " omsattes i praktiken genom enkristallröntgenkristallografisk bestämning av strukturerna hos fyra olika nanokluster var och en bildad av 25 guldatomer. Inte bara dessa framgångsrika resultat validerade effektiviteten av den elektrokemiska tekniken, men ledde också till upptäckten att ett av dessa kluster kristalliseras genom att bilda nålar som består av parallella kedjor av sammankopplade guldnanokluster, precis som ett flertrådigt halsband av guld "pärlor" på bara en miljard meter."