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L'or et l'argent sont des éléments importants dans la chimie des clusters. Ils sont chimiquement très actifs et devraient donc être des substances utiles dans les technologies futures. Une thèse de doctorat de l'Université de Jyvaskyla, Finlande, montre des simulations informatiques réussies qui ont pu prédire la structure atomique précise d'un amas comprenant 11 atomes d'or. Plus tard, le composé a été observé pour accélérer la décomposition du dioxyde de carbone. Les résultats peuvent être utilisés dans le développement de catalyseurs.
Les nanoclusters d'or et d'argent peuvent accélérer diverses réactions chimiques. M.Sc. Sami Kaappa, un physicien théoricien, a étudié des amas d'or et d'argent de taille nanométrique dans sa thèse de doctorat. "En parlant de nanoclusters, nous entendons généralement des molécules relativement grosses avec un noyau composé de dizaines d'atomes de métal, protégé par monocouche de molécules organiques afin que la structure soit stable en solution. Typiquement, la couche protectrice est constituée de ligands soufre ou phosphine, " dit Sami Kaappa.
Dans ses recherches, Kaappa a utilisé des simulations informatiques pour étudier les propriétés de particules nanométriques. Les calculs ont été exécutés sur le supercalculateur Sisu à Kajaani, Finlande, et le supercalculateur Mare Nostrum à Barcelone.
« À l'aide de simulations, nous pouvons prédire les structures chimiques possibles, même s'il n'y a que peu de données expérimentales disponibles, " dit Kaappa.
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L'une des découvertes les plus remarquables de la recherche de la thèse était la structure d'un cluster avec 11 atomes d'or. Le travail a été réalisé en collaboration avec des groupes expérimentaux au Canada et au Japon.
"Les expérimentateurs ont pu synthétiser et réaliser l'amas d'or-11, mais la structure précise à l'atome n'a pas pu être déterminée à ce stade. En utilisant des méthodes de calcul, Je pourrais déterminer quelques structures possibles, dont un seul semblait être plus favorable que les autres. Plus tard, le travail expérimental a vérifié cette prédiction, " dit Kaappa.
Dans la même étude, ils ont constaté que la décomposition du dioxyde de carbone est accélérée en présence de l'amas.
« Dans le cluster, l'un des ligands phosphine est échangé en carbène, qui est un nouveau type de ligand en clusters. Les types d'observation de l'activité catalytique peuvent contribuer au développement de nouvelles technologies, comme les pots catalytiques ou les innovations dans le recyclage des composés nocifs. C'est aussi fascinant pour un théoricien puisque la réaction du dioxyde de carbone au monoxyde de carbone n'est pas encore connue en détail, " dit Sami Kaappa.
