在納米科技領(lǐng)域，金屬納米顆粒尺寸減小至臨界值時(shí)，其電子結(jié)構(gòu)會(huì)從連續(xù)能帶的金屬態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散能級(jí)的分子態(tài)。精準(zhǔn)確定這一轉(zhuǎn)變的臨界尺寸，是該領(lǐng)域的關(guān)鍵問題與重大挑戰(zhàn)，尤其對(duì)于活潑金屬納米粒子，穩(wěn)定性差和多分散性等問題更為突出，成為制約其大規(guī)模制備與應(yīng)用的瓶頸。

近日，科研團(tuán)隊(duì)取得重要突破。中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院固體所的研究人員聯(lián)合安徽師范大學(xué)的科研力量，引入即時(shí)“反伽伐尼還原”合金化策略，成功攻克了大尺寸銀納米團(tuán)簇穩(wěn)定性差、多分散、產(chǎn)率低等難題。該策略利用即時(shí)生成的銀納米團(tuán)簇的“反伽伐尼還原”特性，還原共存的鋅離子。對(duì)照實(shí)驗(yàn)顯示，鋅離子本身在類似條件下無(wú)法被還原，需借助銀團(tuán)簇的幫助才能實(shí)現(xiàn)還原。通過合金化，銀納米團(tuán)簇的穩(wěn)定性得到顯著增強(qiáng)，產(chǎn)率大幅提升。

基于這一創(chuàng)新策略，研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了含1796個(gè)原子的銀 - 鋅納米團(tuán)簇（Ag252Zn2）的克級(jí)制備，單晶質(zhì)量達(dá)到2.40克。與已有大尺寸同類材料單晶產(chǎn)量紀(jì)錄相比，此次制備的產(chǎn)率提升了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，為大規(guī)模制備提供了可能。

不僅如此，團(tuán)隊(duì)還開發(fā)出類似“原子手術(shù)”的精準(zhǔn)去合金化技術(shù)。在確保納米粒子框架結(jié)構(gòu)不被破壞的前提下，精準(zhǔn)移除兩個(gè)鋅原子，成功獲得1.03克純銀納米團(tuán)簇晶體（Ag252）。這一成果為臨界尺寸附近相對(duì)活潑金屬納米粒子的單分散、大規(guī)模制備提供了切實(shí)可行的解決方案。

同時(shí)，研究還指出，利用穩(wěn)態(tài)吸收光譜判斷納米粒子金屬性時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤判情況，為納米粒子金屬性的準(zhǔn)確判斷提供了新的依據(jù)。該研究還揭示了臨界尺寸附近金屬納米粒子的特殊性能，為后續(xù)相關(guān)研究和實(shí)際應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

此次研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持，相關(guān)成果已發(fā)表在知名學(xué)術(shù)期刊上。