| 허페이물질과학연구원, 금이 와인색을 띠는 원인 규명 | ||
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 최근 중국과학원 허페이(合肥)물질과학연구원 고체물리연구소 우즈쿤(伍志鲲) 연구팀은 미국 카네기멜론대학 진룽차오(金荣超) 교수와 공동으로 배위자(ligand)정밀 선정을 통해 적정 수준의 클러스터 간/내 약상호작용력을 구축해 고품질 단결정을 성장시킴으로써 Au144(SR)60의 클러스터 구조를 성공적으로 해석하였다. 해당 구조는 과학계가 다년간 연구해온 금나노클러스터 구조 연구의 핵심이다. 해당 성과는 "Science" 자매지에 게재되었다. 금은 일반 조건에서 노란색을 띤다. 150여 년전 영국의 저명한 과학자 마이클 패러데이(Michael Faraday)가 화려한 와인색 금콜로이드를 합성하면서 관심을 불러 일으켰으며 따라서 이와 관련한 나노입자 연구가 시작되었다. 하지만 금콜로이드가 왜 붉은색을 띠는지? 또한 용액에서 단일 금원자가 어떻게 금나노 결정으로 쌓여지는지에 대해 아직까지도 밝혀내지 못했다. 금원자와 금나노결정 사이에 위치한 금속 나노클러스터는 상기 문제 해결에 이상적인 재료를 제공한다. 특히 나노클러스터가 나노결정으로 전환되는 "임계 치수" 부근의 나노클러스터(나노결정)에 관한 연구가 이루어졌지만 그 구조를 해석하는 것은 쉬운 과제가 아니다. 연구팀은 단결정 X선 회절을 이용하여 Au144(SR)60의 구조를 해석하였다. 또한 해당 클러스터는 3중셀(Au12-Au42-Au60) 금속 내핵 및 표면의 30개 SR-Au-SR "스테이플러핀" 구조 단위로 구성되었음을 입증하였다. 뿐만 아니라 클러스터 간/내에 존재하는 약상호작용력을 규명함으로써 클러스터 간/내 약상호작용력이 결정의 성장 과정에서 중요한 작용을 한다는데 유력한 증거를 제공하였다. 아울러 후속적인 고난이도 금속 나노클러스터/나노결정의 단결정 성장에 참고가치를 제공하였다. 이외, 연구팀은 온도 변화적 단결정 X선 회절을 통해 Au144(SR)60 클러스터에서 길이별 금-금 결합의 온도에 따른 신축성도 서로 다름을 발견하였다. 그중 길이가 2.88Å인 금-금 결합은 그 밖의 금-금 결합에 비해 더 우수한 열간 연성을 보유하였다. 해당 연구는 화학결합의 관점에서 금속이 기타 일반 고체에 비해 더욱 우수한 열간 연성을 보유하는 원인을 해석하였다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2018-12/11/content_410208.htm?div=-1 |
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