Para
desarrollar nanomateriales es importante establecer el tamaño crítico por
debajo del cual emergen nuevas propiedades. Es conocido que las propiedades químicas
de las nanopartículas de oro cambian con el tamaño. A medida que el tamaño se
hace más pequeño, la estructura electrónica de la nanopartícula cambia de la típica
de un metal, en la que los electrones de la superficie se comportan de manera
colectiva, a la típica de una molécula, con niveles discretos de energía. Pero ¿a
qué tamaño exactamente ocurre esta transición? Para averiguar esto,
investigadores de Japón y Finlandia analizaron espectros de la absorción óptica
y de difracción de rayos X de una serie de cúmulos de oro con número exacto de átomos,
desde Au520 a Au38. Encontraron que hay una clara transición en los espectros
de absorción óptica de una banda plasmónica sin estructura alguna, típica de
los metales, a una banda con estructuras vibracionales, típicas de las moléculas,
cuando el tamaño de la nanopartícula se reduce de 187 a 144 átomos de oro. Como
confirmación de la pérdida del comportamiento metálico en torno a este tamaño,
los científicos demostraron que los cúmulos con 144 átomos o menos ya no tienen
la estructura cristalina cúbica centrada en las caras, típica de oro metálico.
Los resultados fueron
publicados en J. Am. Chem. Soc., 2015,
137 (3), pp 1206–1212
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