▲第一作者：康熙；李穎薇；通訊作者：朱滿洲教授；金榮超教授
通訊單位：安徽大學(xué)，卡耐基梅隆大學(xué) 金屬納米團(tuán)簇是尺寸介于金屬配合物與金屬納米顆粒之間的一類重要材料（圖1），在近年受到了廣泛關(guān)注。這類納米材料具有原子級(jí)別精確的結(jié)構(gòu)，為細(xì)致研究納米顆粒的構(gòu)性關(guān)系提供了完美的模板。由于量子尺寸效應(yīng)，金屬納米團(tuán)簇表現(xiàn)出與結(jié)構(gòu)和尺寸密切相關(guān)的物化性質(zhì)，往往一個(gè)原子的改變就會(huì)導(dǎo)致團(tuán)簇材料電子結(jié)構(gòu)與物化性質(zhì)的劇變，這為這類納米材料的理論研究和實(shí)際應(yīng)用提供了巨大的樣本庫。
▲圖1. 金屬團(tuán)簇化學(xué)研究范圍
合金化作為一種最常用的調(diào)控金屬材料性能的手段，在青銅時(shí)代就已經(jīng)被冶金術(shù)士所掌握。在納米團(tuán)簇科學(xué)中，合金化策略也被廣泛應(yīng)用于制備具有更優(yōu)異性質(zhì)以及更廣泛應(yīng)用的團(tuán)簇材料。對(duì)金屬納米團(tuán)簇合金化的研究具有高廣度和高深度兩個(gè)特點(diǎn)：（1）高廣度：對(duì)合金納米團(tuán)簇的研究開始于團(tuán)簇化學(xué)建立初期，并隨著團(tuán)簇化學(xué)的發(fā)展沿襲至今；（2）高深度：雜金屬原子的摻雜模式以及對(duì)團(tuán)簇材料性質(zhì)的影響隨團(tuán)簇模板或雜原子種類的改變而有所不同，衍生出眾多團(tuán)簇合金化研究方向（圖2）?？偟膩碚f，合金納米團(tuán)簇已在團(tuán)簇化學(xué)中占據(jù)了重要的一席之地，對(duì)其研究成為團(tuán)簇化學(xué)發(fā)展的主要推動(dòng)力量之一。
近日，美國卡耐基梅隆大學(xué)的金榮超教授課題組與安徽大學(xué)的朱滿洲教授課題組展開合作，對(duì)合金納米團(tuán)簇的發(fā)展在控制合成、精確結(jié)構(gòu)、物化性質(zhì)、實(shí)際應(yīng)用等角度進(jìn)行了全面綜述（圖3）。由于納米團(tuán)簇合金化方式與團(tuán)簇結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，他們首先分別對(duì)不同團(tuán)簇模板（如Au25，Ag38，Ag29，Ag44等）的合金化進(jìn)行了歸納與分析。他們還總結(jié)了其余具有特殊構(gòu)型或特殊摻雜模式的合金納米團(tuán)簇。接下來詳細(xì)闡述了合金化對(duì)團(tuán)簇材料的光學(xué)性質(zhì)、電化學(xué)性質(zhì)、磁性、手性、穩(wěn)定性、以及反應(yīng)活性的影響，并歸納出一系列這類納米材料的原子級(jí)別精確的構(gòu)性關(guān)系。此外，進(jìn)一步討論了合金納米團(tuán)簇在催化、化學(xué)傳感、生物標(biāo)記等領(lǐng)域的應(yīng)用。在綜述的最后，提供了一些合金納米團(tuán)簇的發(fā)展重點(diǎn)、難點(diǎn)以及后續(xù)研究方向。▲圖3. 合金納米團(tuán)簇的控制合成、精確結(jié)構(gòu)、性能調(diào)控、及實(shí)際應(yīng)用
這篇七十余頁的綜述全面且詳細(xì)地介紹了金屬納米團(tuán)簇的合金化，為今后相關(guān)研究人員探索合金團(tuán)簇的進(jìn)一步發(fā)展提供了一本切實(shí)可靠的“工具書”。該綜述近期發(fā)表在Chemical Society Reviews上，文章的共同第一作者是安徽大學(xué)博士研究生康熙和卡內(nèi)基梅隆大學(xué)博士研究生李穎薇。Chemical Society Reviews. 2020.Publication Date: August 06, 2020https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cs/c9cs00633hCopyright ? 2020 The Royal Society of Chemistry
