Je rozdíl mezi nanočásticemi a klastry?

5. říjen 2009 | 06.00 |

nanoclustersKlastry jsou soubory atomů či molekul, které nejsou vázány kovalentními vazbami, ale drží je spolu slabší interakce, jako jsou např. van der Waalsovské vazby nebo vodíkové můstky. Za klastry označujeme systémy od několika málo molekul počínaje diméry, triméry atd. až po konglomeráty několika tisíc i více molekul.Protože rozměry takovýchto částic se pohybují v řádu desetin až několika nanometrů, jsou také často označovány jako nanočástice.

Studiem klastrů chceme porozumět vlastnostem určité látky na molekulové úrovni, tj. na základě vlastností jednotlivých molekul z nichž se látka skládá. Můžeme postupovat tak, že spojujeme molekuly po jedné dohromady, tj. vytváříme klastry a při tom sledujeme, jak se určitá vlastnost vyvíjí v závislosti na velikosti klastru, až dospějeme k vlastnosti makroskopického materiálu.

Některé materiály se chovají přitom přinejmenším podivně. Třeba zlato tak je známe v makroskopické podobě je inertní, běžně nereagující kov. Hovoříme-li o klastrech         (nanočásticích) zlata, pak spojení 20 atomů zlata vytvoří velmi reaktivní katalyzátor a odebereme-li z něj další atomy až na 3 atomy spojené do klastru, získáme opět nereaktivní (inertní) látku!

Ovšem klastry mají i samy o sobě celou řadu unikátních vlastností, které je odlišují jak od izolovaných molekul tak od makroskopických těles. Mezi důležité vlastnosti volných klastrů ve vakuu patří např. velké množství stupňů volnosti, které z nich činí velice efektivní termální lázeň se schopností udržovat si teplotu rychlým odpařováním částic z povrchu, přičemž jejich teplota může dosahovat mimořádně nízkých hodnot (desetiny kelvinu). Do klastru lze vložit více molekul a sledovat jejich vzájemné interakce, případně lze na molekulách v klastrech studovat laserem vzbuzené procesy a podobně. Proto někdy hovoříme o volných klastrech jako o létajících nanolaboratořích.

Volné nanočástice (klastry) mají i praktický význam. Jako zásadní příklad významu přírodního nanoreaktoru může sloužit role, kterou hrají nanočástice v chemii atmosféry, zejména hrají roli v objasnění ozonové díry nad Antarktidou.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 2 (1x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře