匹兹堡大学 匹兹堡大学CANELa实验室纳米团簇模型的插图，刊登在《道尔顿学报》的封面上
经Mpourmpakis和Cowan许可复制的图像
学分:Mpourmpakis和Cowan 一个研究非常小的东西的领域正在变得非常大:在过去的十年里，纳米粒子研究的领域已经爆炸了
纳米粒子的大小约为1纳米，比一缕头发的宽度小10万倍，肉眼无法看到，但研究人员发现它们在从生物成像到能源和环境等领域有着广泛的用途
在这个尺度下工作，很难精确；然而，匹兹堡大学斯旺森工程学院的计算机辅助纳米和能源实验室(CANELa)正在推进这一领域，模拟原子级精确结构的金属纳米团簇
一篇强调他们的工作及其对纳米粒子领域的影响的文章被刊登在最新一期《道尔顿学报》的封面上
“这些非常小的系统的一个主要好处是，通过了解它们的确切结构，我们可以应用非常精确的理论，”吉安尼斯“辛亚飞”姆普尔姆帕克斯说，他是二百周年校友学院研究员和化学工程副教授，他领导了CANELa
“有了理论，我们就可以研究纳米团簇的性质如何取决于它们的结构
" 配体保护的金属纳米团簇是一类独特的纳米材料，有时被称为“神奇尺寸”纳米团簇，因为它们在具有特定组成时具有高稳定性
在国家科学基金会的资助下，他们的实验室在这一领域取得的关键进展之一是在表面模拟由特定数量的配体稳定的特定数量的金原子
“对于更大的纳米粒子，研究人员可以估计每个结构上存在多少个原子，但我们对这些纳米团簇的建模是精确的
我们可以写出精确的分子式，”卡内拉大学的研究生、这篇文章的主要作者迈克尔·考恩解释说
“如果你知道小系统的确切结构，你就可以对它们进行改造，创造催化活性位点，这是我们实验室最关注的
" 预测新合金和以前未发现的神奇尺寸是该领域和实验室需要解决的下一步
实验室使用计算化学方法来模拟已知的纳米团簇，但是创建一个完整的纳米团簇结构、性质和合成参数的数据库将是应用机器学习和创建预测框架的下一步
这篇名为“朝向阐明配体保护的纳米团簇的结构”的前沿文章由皇家化学学会在《道尔顿学报》上发表，作者是考恩和姆普尔姆帕克斯
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