Un grupo de investigadores ha descubierto que los grupos independientes de 20 átomos de oro toman la forma de una pirámide. Esto contrasta con la mayoría de los elementos, que se organizan formando capas alrededor de un átomo central.
El equipo de investigadores dirigido por KU Leuven publicó sus hallazgos en Science Advances.
Los grupos compuestos por unos pocos átomos tienden a ser esféricos. Por lo general, están organizados en capas de átomos alrededor de un átomo central. Este es el caso de muchos elementos, ¡pero no del oro! Los experimentos y los cálculos avanzados han demostrado que los grupos independientes de 20 átomos de oro adquieren una forma piramidal. Tienen un plano de tierra triangular compuesto por 10 átomos cuidadosamente ordenados, con triángulos adicionales de 6 y 3 átomos, coronados por un solo átomo.
Esta estructura ha sido descubierta usando un microscopio de túnel de barrido.
Los investigadores utilizaron plasmas intensos en una compleja configuración de cámara de vacío para pulverizar átomos de oro de una pieza macroscópica de oro.
«Parte de los átomos pulverizados crecen juntos en pequeñas partículas de unas pocas a unas pocas decenas de átomos, debido a un proceso comparable con la condensación de moléculas de agua en gotitas», dice Zhe Li, autor principal del artículo y actualmente en el Instituto de Tecnología de Harbin.
“Seleccionamos un haz de racimos que consta de exactamente 20 átomos de oro. Aterrizamos estas especies con una de las facetas triangulares en un sustrato cubierto con una capa muy delgada de sal de cocina (NaCl), precisamente tres capas de átomos de espesor”.
El estudio también reveló la peculiar estructura electrónica de la pequeña pirámide de oro. Muy similar a los átomos de gases nobles o moléculas aromáticas, el grupo solo tiene orbitales de electrones completamente llenos, lo que los hace mucho menos reactivos que los grupos con uno o unos pocos átomos más o menos.
Se sabe que las agrupaciones de oro que varían de unos pocos a algunas decenas de átomos poseen propiedades notables.
La información detallada reportada sobre estos pequeños grupos de oro es importante para evaluar sus rendimientos catalíticos y ópticos, lo cual es muy relevante para el diseño de dispositivos ópticos y catalizadores basados en grupos. Las aplicaciones recientes de los clústeres incluyen la utilización en celdas de combustible y la captura de carbono.
