近期 ， 中科院化学所姚建年院士、骆智训研究员 ， 北京大学深圳研究生院潘锋教授、清华大学李隽教授等在《国家科学评论》(National Science Review ， NSR) 发表研究论文 ， 报道了具有特殊稳定性的类钙钛矿结构中性团簇Co13O8 ， 理论研究表明该团簇具有独特的立方芳香性 。 这类新型的氧钝化金属团簇有望用作基因新材料 ， 研究人员将其命名为“金属氧立方”（metalloxocubes） 。

本文图片

在自主研制的深紫外仪器平台上 ， 研究者气相合成了一系列Con团簇 ， 并使用先进的皮秒脉宽177.3nm深紫外激光高效光电离质谱（DUV-LIMS）技术 ， 观测了中性钴团簇与氧气的反应 ， 从中发现了具有特殊稳定性的幻数团簇Co13O8(如下图) 。

本文图片

A纯的中性Con团簇质谱分布；B/CCon团簇与中量及大量氧气反应后质谱分布；插图为仪器制样方法与Co13O8氧立方的NICS芳香性描述 。
为了研究Co13O8团簇的几何结构及化学/物理性质 ， 研究者运用3种不同的计算方法进行结构搜索 ， 结果 ， 3种方法得到了一致的全局极小结构 ， 即13个金属在中心而8个氧原子锚定8个角的金属氧立方结构（metalloxocubes） 。
更进一步 ， 研究者确认“金属氧立方”独特的稳定性与其体心立方结构、突出的前线轨道能隙 ， 乃至芳香性均相关 ， 并讨论了从二十面体Co13到立方Co13O8的结构演化过程中的热力学和反应动力学问题 。 通过计算其核独立化学位移与磁感应电流密度 ， 并结合电子结构与轨道分析 ， 研究者还深入诠释了Co13O8的立方芳香性及其化学本质 。
【团簇|这种“金属氧立方”会成为新的“基因材料”吗？】这项研究是从理解原子到宏观物质的结构演变出发 ， 并由此构建新材料、探索稳定团簇新物种的一次有益尝试 。 具有独特稳定性和立方芳香性的“金属氧立方”中性氧钝化金属团簇有望成为一种合适的候选基因材料 。

来源：(中国科学杂志社)

【】网址：/a/2020/0926/kd537405.html

标题：团簇|这种“金属氧立方”会成为新的“基因材料”吗？