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熊琳博士在国际知名期刊《Chemical Communications》发表研究成果

时间:2025-06-20
 
 
       近日,熊琳博士在国际知名期刊《Chemical Communications》(《化学通讯》)(IF=4.3发表题为“Core packing-dependent metallic transition in thiolate-protected gold nanoclusters: twinned-FCC vs. pure-FCC configurations(硫醇保护金纳米团簇的金属性转变与核堆积构型的关系:孪晶FCC与纯FCC构型对比)”的学术论文,生物与医药专业研究生方友琼为第一作者。

l  论文简介:

硫醇保护的金纳米团簇(RS-AuNCs)因其原子级精确可控的结构特性,在1-3 nm的介观尺度范围内展现出独特的量子-金属性转变行为,成为研究金属纳米材料等离子体共振起源和金属键形成机制的理想模型体系。通常,金纳米团簇的金属性特征会随尺寸增大而逐渐显现。然而,先前的实验研究发现一个反常现象:相较于非金属性的Au246(SR)80D5h对称性构型),尺寸更小的Au191(SR)66(孪晶FCC构型)反而表现出明显的金属特性。这一发现揭示了金原子堆积构型对纳米团簇电子性质的调控具有决定性影响,表明量子限域效应向金属性转变的临界尺寸与团簇的结构特征存在本质关联。由此引出一个问题:对于金原子数≥191的大尺寸RS-AuNCs体系,FCC构型的形成是否必然引发电子性质的金属化转变?

为解决这一问题,本研究通过理论计算预测了两种具有八面体Au6核心的FCC构型金纳米团簇:Au212(SR)60Au224(SR)72。研究发现,Au224(SR)72展现出比Au212(SR)60更优异的结构稳定性。光谱和电子结构分析表明,虽然具有FCC构型,Au224(SR)72仍保持分子态特性,这证实纯粹的FCC结构不足以赋予大尺寸RS-AuNCs金属性质。关键的是,通过对比孪晶FCC构型Au191(SR)66与纯FCC构型Au224(SR)72,我们发现孪晶构型能显著降低金属性出现的临界原子数阈值。该研究阐明了核堆积模式调控RS-AuNCs电子性质的机制,为定制其光电特性提供了理论设计原则。该论文的研究工作得到了国家自然科学基金(22203053)、湖南省自科基金(2023JJ40606)、邵阳学院高层次人才引进启动经费等项目的联合资助。


 

方友琼,邵阳学院在读硕士研究生。研究方向为中、大尺寸硫醇配体保护金团簇的结构和电子结构规律性的理论研究,目前以第一作者身份在The Journal of Physical Chemistry LettersNanoscaleInorganic Chemistry FrontiersChemical Communications期刊上发表SCI类论文4篇。


 

熊琳,邵阳学院专任教师,硕士生导师,湖南省青年骨干教师。2014年获湘潭大学学士学位,2020年于湘潭大学获得博士学位(导师:裴勇教授),2021年入职邵阳学院食品与化学工程学院。先后获得国家自然科学基金和湖南省自然科学基金资助,主要从事贵金属纳米团簇结构和性质的理论研究。在JACSACIEChem. Sci.JPCLNanoscaleInorg. Chem. Front.Chem. Commun.等杂志发表30余篇SCI论文。

 

 

 

(供稿:尹乐斌/熊琳/方友琼)