搅拌可实现均质化和高效气体交换——这一事实已为人所知数十年。在纳米团簇合成过程中控制搅拌速率对于实现具有明确尺寸、结构、光学特性和稳定性的纳米结构至关重要。

这一见解在最近发表在Small杂志上的一项研究中得到了强调，该研究由基础科学研究所算法和机器人合成中心主任 Bartosz A. Grzybowski 领导。

作为案例研究，该团队选择了在经典的硼氢化钠/谷胱甘肽系统中合成荧光银纳米簇。研究人员意识到，以适当的时间和速率将氧气输送到合成混合物中可能是合成结果的关键因素。

只需控制搅拌条件，就可以精确调整所获得结构的性质，从不稳定、无荧光到高荧光。即使搅拌棒尺寸发生很小的变化，从 25 x 12 毫米变为 20 x 10 毫米，同时保持相同的搅拌速率，系统地产生无荧光产品。

此外，氧气被确定为决定银纳米簇结构和功能特性的一个因素。在精确搅拌条件下输送大量氧气，可以产生具有出色稳定性的荧光银纳米簇，其荧光可保持两年以上。

“作为一名化学家，我很困惑，为什么氧气并没有简单地‘破坏’/氧化银，相反，荧光之所以如此持久，是因为氧气融入了正在形成的纳米团簇的银晶格中，”研究小组负责人格日博夫斯基说。

这些银纳米团簇前所未有的稳定性可能为其在催化、生物传感或生物成像领域的更广泛应用打开大门。

这项研究增进了对纳米结构和性能之间关系的理解，为更灵活地设计具有定制性能的纳米材料并拓宽其潜在用途范围铺平了道路。