Kemian laitos

Läpimurto kultananoklusteritutkimuksessa - akatemiaprofessori Kari Rissasen työryhmä mukana

Italialaisen Padovan yliopiston professori Flavio Maranin johtama ja Jyväskylän yliopiston kemian laitoksen akatemiaprofessori Kari Rissasen kansainväliset tutkimusryhmät ovat tehneet perustavanlaatuisen läpimurron nanometrikokoisten (molekyylikerroksella suojattujen) kultananoklusterien yksittäiskiteiden valmistamisessa uudella sähkökemiallisella kiteytysmenetelmällä. Yksittäiskiteitä tarvitaan yksikideröntgenkristallografiatutkimuksissa, joka tuottaa tarkinta mahdollista tietoa kyseisten kultananoklusterien molekyyli- ja kiderakenteista. Tutkimuksesta kerrottiin kemian alan johtavassa The Journal of American Chemical Society tiedelehdessä 10.3.2017.

Suurien määrien valmistamista

Molekyylikerroksella suojattujen kultananoklusterien rakennekemiallisen tutkimuksen suurimpia ongelmia on ollut riittävän hyvälaatuisten yksittäiskiteiden valmistaminen yksikideröntgenkristallografiatutkimuksia varten. Nyt akatemiaprofessori Kari Rissasen ja professori Flavio Maranin tutkimusryhmät ovat yhdessä ratkaisseet, kuinka kultananoklusterien hyvälaatuisia yksittäiskiteitä voidaan valmistaa suuria määriä kerralla. Menetelmä perustuu havaintoon, jossa suuren varauksen omaavat kultananoklusterit liukenevat paremmin poolisiin liuottimiin kuin vastaavat varauksettomat kultananoklusterit. Johtamalla heikko sähkövirta kahden elektrodin välille saadaan sähkökemian avulla liukoiset kultananoklusterit muuttumaan liukenemattomiksi ja muodostamaan toisen elektrodin pinnalle usean millimetrin mittaisia yksittäiskiteitä, jotka sopivat sellaisenaan yksikideröntgenkristallografiatutkimuksiin.

kideValmistetut kiteet muodostavat helminauhamaisen rakenteen.

Tuloksena kultahelminauha

Menetelmää sovellettiin neljän erilaisen 25 kulta-atomia sisältävän kultananoklusterin rakennetutkimuksiin. Kolme tutkituista klusterista olivat jo aiemmin tunnettuja ja näin varmistettiin menetelmän toimivuus. Valmistetuissa yksittäiskiteissä havaittiin kultananoklustereiden muodostavan helminauhamainenrakenne, jossa 25-kulta-atomia sisältävät klusterit (palloset) liittyvät toisiinsa kuin kaulaketjussa. 

Lisätietoja: