在納米科技領域，金屬納米顆粒尺寸減小至臨界值時，其電子結構會從連續(xù)能帶的金屬態(tài)轉變?yōu)殡x散能級的分子態(tài)。精準確定這一轉變的臨界尺寸，是該領域的關鍵問題與重大挑戰(zhàn)，尤其對于活潑金屬納米粒子，穩(wěn)定性差和多分散性等問題更為突出，成為制約其大規(guī)模制備與應用的瓶頸。

近日，科研團隊取得重要突破。中國科學院合肥物質院固體所的研究人員聯(lián)合安徽師范大學的科研力量，引入即時“反伽伐尼還原”合金化策略，成功攻克了大尺寸銀納米團簇穩(wěn)定性差、多分散、產(chǎn)率低等難題。該策略利用即時生成的銀納米團簇的“反伽伐尼還原”特性，還原共存的鋅離子。對照實驗顯示，鋅離子本身在類似條件下無法被還原，需借助銀團簇的幫助才能實現(xiàn)還原。通過合金化，銀納米團簇的穩(wěn)定性得到顯著增強，產(chǎn)率大幅提升。

基于這一創(chuàng)新策略，研究團隊實現(xiàn)了含1796個原子的銀 - 鋅納米團簇（Ag252Zn2）的克級制備，單晶質量達到2.40克。與已有大尺寸同類材料單晶產(chǎn)量紀錄相比，此次制備的產(chǎn)率提升了兩個數(shù)量級，為大規(guī)模制備提供了可能。

不僅如此，團隊還開發(fā)出類似“原子手術”的精準去合金化技術。在確保納米粒子框架結構不被破壞的前提下，精準移除兩個鋅原子，成功獲得1.03克純銀納米團簇晶體（Ag252）。這一成果為臨界尺寸附近相對活潑金屬納米粒子的單分散、大規(guī)模制備提供了切實可行的解決方案。

同時，研究還指出，利用穩(wěn)態(tài)吸收光譜判斷納米粒子金屬性時會出現(xiàn)誤判情況，為納米粒子金屬性的準確判斷提供了新的依據(jù)。該研究還揭示了臨界尺寸附近金屬納米粒子的特殊性能，為后續(xù)相關研究和實際應用奠定了堅實基礎。

此次研究得到了國家自然科學基金、安徽省自然科學基金等項目的支持，相關成果已發(fā)表在知名學術期刊上。