A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Dynamics of weak interactions in the ligand layer of meta-mercaptobenzoic acid protected gold nanoclusters Au68(m-MBA)32 and Au144(m-MBA)40 (2020)
Mammen, N., Malola, S., Honkala, K., & Häkkinen, H. (2020). Dynamics of weak interactions in the ligand layer of meta-mercaptobenzoic acid protected gold nanoclusters Au68(m-MBA)32 and Au144(m-MBA)40. Nanoscale, 12(48), 23859-23868. https://doi.org/10.1039/d0nr07366k
JYU-tekijät tai -toimittajat
Julkaisun tiedot
Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Mammen, Nisha; Malola, Sami; Honkala, Karoliina; Häkkinen, Hannu
Lehti tai sarja: Nanoscale
ISSN: 2040-3364
eISSN: 2040-3372
Julkaisuvuosi: 2020
Volyymi: 12
Lehden numero: 48
Artikkelin sivunumerot: 23859-23868
Kustantaja: Royal Society of Chemistry (RSC)
Julkaisumaa: Britannia
Julkaisun kieli: englanti
DOI: https://doi.org/10.1039/d0nr07366k
Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla
Julkaisukanavan avoin saatavuus: Osittain avoin julkaisukanava
Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/72853
Tiivistelmä
Atomically precise metal nanoclusters, stabilized and functionalized by organic ligands, are emerging nanomaterials with potential applications in plasmonics, nano-electronics, bio-imaging, nanocatalysis, and as therapeutic agents or drug carriers in nanomedicine. The ligand layer has an important role in modifying the physico-chemical properties of the clusters and in defining the interactions between the clusters and the environment. While this role is well recognized from a great deal of experimental studies, there is very little theoretical information on dynamical processes within the layer itself. Here, we have performed extensive molecular dynamics simulations, with forces calculated from the density functional theory, to investigate thermal stability and dynamics of the ligand layer of the meta-mercaptobenzoic acid (m-MBA) protected Au68 and Au144 nanoclusters, which are the first two gold nanoclusters structurally solved to atomic precision by electron microscopy [Azubel et al., Science, 2014, 345, 909 and ACS Nano, 2017, 11, 11866]. We visualize and analyze dynamics of three distinct non-covalent interactions, viz., ligand–ligand hydrogen bonding, metal–ligand O[double bond, length as m-dash]C–OH⋯Au interaction, and metal–ligand Ph(π)⋯Au interaction. We discuss their relevance for defining, at the same time, the dynamic stability and reactivity of the cluster. These interactions promote the possibility of ligand addition reactions for bio-functionalization or allow the protected cluster to act as a catalyst where active sites are dynamically accessible inside the ligand layer.
YSO-asiasanat: nanohiukkaset; klusterit; kulta; ligandit
Vapaat asiasanat: metal nanoclusters; organic ligands
Liittyvät organisaatiot
Hankkeet, joissa julkaisu on tehty
- Metalli-molekyyli-rajapintojen nanorakenteet (NaMeMolnt)
- Häkkinen, Hannu
- Suomen Akatemia
- Metalli-molekyyli-rajapintojen nanorakenteet (NaMeMoInt)
- Häkkinen, Hannu
- Suomen Akatemia
- Metalli-molekyyli -rajapintojen nanorakenteet
- Häkkinen, Hannu
- Suomen Akatemia
- Räätälöidyt heterogeeniset katalyytit: funktionalisoitujen katalyyttien suunnittelu ja käyttö biomassapohjaisten raaka-aineiden jatkojalostuksessa
- Honkala, Karoliina
- Suomen Akatemia
OKM-raportointi: Kyllä
Raportointivuosi: 2020
JUFO-taso: 2