Nanostrukturen Nano-Skulpturen in Gold

Berliner Wissenschaftler haben mit einer neuen Methode die Struktur ungeladener Nanopartikel aus Gold aufgeklärt. Die Partikel könnten eventuell als Katalysatoren eingesetzt werden.

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Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

Fritz Haber-Institut der Max-Planck Ges.

Berlin - Wissenschaftler des Berliner Fritz-Haber-Instituts der Max-Planck-Gesellschaft, des Steacie-Institut für Molekulare Wissenschaften in Kanada und des niederländischen Freie-Elektronen-Lasers FELIX am FOM-Institut Rijnhuizen haben herausgefunden, dass sich Gold-Cluster mit sieben Atomen im geladenen Zustand anders anordnen als im ungeladenen. Die Forscher haben ein Infrarot- und ein Massenspektrometer kombiniert und dadurch die Strukturen der ungeladenen Gold-Nanopartikel bestimmt. Solche Partikel werden derzeit als Katalysatoren z. B. für die Epoxidierung in Betracht gezogen.

Aufklärung der Nanostrukturen

Um die Strukturen ungeladener Teilchen betrachten zu können, kombinierten die Wissenschaftler Massenspektrometrie mit einem Infrarotlaser: Nach der Selektion mit dem IR-Laser schickten die Forscher die Mischung der verbleibenden Teilchen durch den Massenspektrometer. Aus den massenspektrometrischen Messungen bei verschiedenen Wellenlängen des Infrarotlasers rekonstruieren sie das Schwingungsspektrum für bestimmte Cluster und konnten daraus am Free Electron Laser for Infrared eXperiments, kurz Felix, im niederländischen Nieuwegein deren Struktur ablesen.

Ein Cluster aus sieben Atomen formt ein gleichseitiges Dreieck, an dem ein Atom als zusätzliche Ecke hängt. 20 Atome türmen sich zu einer Pyramide mit dreieckiger Grundfläche. Mit einem Atom weniger verliert die Pyramide ihre Spitze.

Originalveröffentlichung: Gruene, P. et al.: Structures of Neutral Au7, Au19, and Au20 Clusters in the Gas Phase, Science, 1. August 2008

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