1+1>2！单晶X射线衍射+质谱联合确证新型纳米簇的结构-化学分析测试平台支撑的研究成果
近期，化学分析测试平台支撑了浙江大学高分子系李颀课题组在铜银合金纳米团簇方面的新研究成果，相关论文发表在德国应用化学（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202407214）。
微纳激光3D打印技术可用于高效地制造多功能材料，但当前可应用于打印的光刻胶体系较为局限。将金属纳米团簇作为新型的光引发剂，可以极大的扩展打印体系。此研究发现，通过细微调整合成时水的加入量，可以得到了两种不同的结构的金属纳米团簇，并可应用于开发新型的微纳3D打印光刻胶。
研究团队使用化学分析测试平台的单晶X-射线衍射测定了纳米团簇的原子结构，同时使用电喷雾质谱测定精确分子量及带电情况，从而得到分子的准确组成。其中一种为单晶Ag13Cu20团簇，质谱图显示单一的分子离子峰。但质谱数据显示另一种团簇是含有多种分子量的混合物，结合单晶衍射数据可以推出其为Ag/Cu共占据的双组分孪晶，因此不能用单一组分的模型去拟合单晶衍射的数据。通过质谱测定的Ag/Cu比率，研究团队通过反复迭代细化得到Ag18-xCux（8≤x）的团簇结构。
图：电喷雾质谱显示两种晶体中一种为单一组分（A），另一种为不同Ag/Cu比率的混合物。
此信息成功帮助了孪晶衍射数据的解析。
图：通过掺杂形成的两种不同合金纳米簇的结构。
这项研究成果揭示了一种新型掺杂诱导的团簇结构转变反应，以此反应模式可以合成出更多的合金纳米团簇，这可能有助于解决微纳3D打印中面临的关键问题。在Ag18-xCux的结构表征中，仅靠单晶X射线很难捕捉到高度异质的Ag/Cu配比信息，而结合质谱提供的数据即可更准确的得到所需的结构。除了掺杂纳米团簇，在生物等天然体系中，这种分子结构的异质性更为显著，也密切影响着分子功能。这类异质性分子是传统方法结构表征的难点，结合多个检测技术往往能更高效地解决技术难题。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202407214
平台仪器预约：https://atc.zju.edu.cn/about/detail-10.html
此研究使用的仪器信息：
【单晶X射线衍射】Bruker D8 Venture metaljet联系人：刘继永
【电喷雾质谱】Waters Synapt XS联系人：周默为
编 辑：俞一峰 邹尔纯
审 核：林旭锋
终 审：丁立仲