2 月 6 日消息，中國科學院合肥物質院固體所伍志鯤研究員、莊勝利研究員團隊聯合安徽師范大學陸洲教授團隊，引入即時“反伽伐尼還原”合金化策略，解決大尺寸銀納米團簇穩定性差、多分散、產率低的難題，實現了大尺寸銀納米團簇晶體的高產率、克級合成和大團簇中摻雜原子的精準去除，并指出利用穩態吸收光譜判斷納米粒子金屬性會出現誤判的情況，相關成果于 1 月 10 日發表在 National Science Review 上。
▲ 圖源“科學島在線”公眾號
當金屬納米顆粒尺寸減小至臨界尺度時，其電子結構會發生由連續能帶的金屬態向離散能級的分子態轉變。揭示物質連續態向分子態轉變的精準臨界尺寸是納米科技的一個核心問題，也是重大挑戰，特別對于相對活潑的金屬納米粒子而言，存在穩定性差和多分散性等難題。
在本研究中，研究團隊利用即時生成的銀納米團簇的“反伽伐尼還原”特性還原共存的鋅離子（對照實驗表明鋅離子本身在類似的情況下不能被還原，需通過銀團簇的幫助才能被還原），通過合金化增強了銀納米團簇的穩定性，從而大大提高產率，實現了含 1796 個原子的銀-鋅納米團簇（Ag252Zn2）的克級制備，單晶質量達 2.40 克，產率較已有大尺寸同類材料單晶產量紀錄提升了兩個數量級。
在此基礎上，團隊進一步開發了類似“原子手術”的精準去合金化技術，在不破壞納米粒子框架結構的前提下，精準移除兩個鋅原子，成功獲得了 1.03 克純銀納米團簇晶體（Ag252）。
該研究不僅為臨界尺寸附近相對活潑金屬納米粒子的單分散、大規模制備難題提供了解決辦法，也指明了納米粒子金屬性判斷的準確依據，揭示了臨界尺寸附近金屬納米粒子的特殊性能，為后續研究和應用奠定了堅實基礎。
論文以中國科學院合肥物質院為第一完成單位。伍志鯤研究員、莊勝利研究員和安徽師范大學陸洲教授為共同通訊作者，博士后方亮、管國偉，博士生何宗兵以及安徽師范大學博士生劉榕為論文共同第一作者。該研究得到了國家自然科學基金、安徽省自然科學基金等項目的支持。
