नैनोक्लस्टर: Difference between revisions

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[[File:Buckminsterfullerene.svg|thumb|[[बकमिन्स्टर फुलरीन]] (सूत्र: {{chem2|C60}}) एक परमाणु समूह है।]]नैनोक्लस्टर परमाणु रूप से सटीक, क्रिस्टलीय पदार्थ होते हैं जो अक्सर 0-2 नैनोमीटर पैमाने पर मौजूद होते हैं।<ref>{{Cite journal|last1=Gary|first1=Dylan C.|last2=Flowers|first2=Sarah E.|last3=Kaminsky|first3=Werner|last4=Petrone|first4=Alessio|last5=Li|first5=Xiaosong|last6=Cossairt|first6=Brandi M.|date=2016-02-10|title=Single-Crystal and Electronic Structure of a 1.3 nm Indium Phosphide Nanocluster|url=https://doi.org/10.1021/jacs.5b13214|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=138|issue=5|pages=1510–1513|doi=10.1021/jacs.5b13214|pmid=26784649 |issn=0002-7863}}</ref> <ref name=SR>{{cite journal|author1=Kunwar, P|author2= Hassinen, J|author3= Bautista, G|author4=Ras, R. H. A. |author5= Toivonen, J |year=2016|title=Sub-micron scale patterning of fluorescent silver nanoclusters using low-power laser|journal= Scientific Reports |volume=6 |page= 23998 |doi=10.1038/srep23998|pmid= 27045598|bibcode=2016NatSR...623998K|pmc=4820741}}</ref><ref name="direct">{{cite journal|author1=Kunwar, P |author2=Hassinen, J| author3=Bautista, G |author4= Ras, R. H. A. |author5=Toivonen, J |year=2014| title=Direct Laser Writing of Photostable Fluorescent Silver Nanoclusters in Polymer Films| journal=ACS Nano| volume=8|issue=11|pages= 11165–11171 | doi=10.1021/nn5059503|pmid=25347726|url=https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/26539}}</ref> उन्हें अक्सर गतिशील रूप से स्थिर मध्यवर्ती माना जाता है जो अर्धचालक और धातु नैनोक्रिस्टल जैसे तुलनात्मक रूप से बड़ी सामग्री के संश्लेषण के दौरान बनते हैं। नैनोक्लस्टर्स का अध्ययन करने के लिए किए गए अधिकांश शोधों ने उनके क्रिस्टल संरचनाओं को चिह्नित करने और बड़े सामग्रियों के न्यूक्लिएशन और विकास तंत्र में उनकी भूमिका को समझने पर ध्यान केंद्रित किया है।<ref>{{Cite journal|last1=Beecher|first1=Alexander N.|last2=Yang|first2=Xiaohao|last3=Palmer|first3=Joshua H.|last4=LaGrassa|first4=Alexandra L.|last5=Juhas|first5=Pavol|last6=Billinge|first6=Simon J. L.|last7=Owen|first7=Jonathan S.|date=2014-07-30|title=Atomic Structures and Gram Scale Synthesis of Three Tetrahedral Quantum Dots|url=https://doi.org/10.1021/ja503590h|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=136|issue=30|pages=10645–10653|doi=10.1021/ja503590h|pmid=25003618 |issn=0002-7863}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Gary|first1=Dylan C.|last2=Terban|first2=Maxwell W.|last3=Billinge|first3=Simon J. L.|last4=Cossairt|first4=Brandi M.|date=2015-02-24|title=Two-Step Nucleation and Growth of InP Quantum Dots via Magic-Sized Cluster Intermediates|url=https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.5b00286|journal=Chemistry of Materials|volume=27|issue=4|pages=1432–1441|doi=10.1021/acs.chemmater.5b00286|osti=1182518 |issn=0897-4756}}</ref> ये नैनोक्लस्टर या तो एक या कई [[रासायनिक तत्व|रासायनिक तत्वों]] से बने हो सकते हैं, और उनके बड़े समकक्षों की तुलना में दिलचस्प इलेक्ट्रॉनिक, [[प्रकाशिकी]] और रासायनिक गुणों का प्रदर्शन करते हैं।<ref name=direct/><ref name=SR/><ref name=nanoscale/><ref name=ARPC/>  
[[File:Buckminsterfullerene.svg|thumb|[[बकमिन्स्टर फुलरीन]] (सूत्र: {{chem2|C60}}) एक परमाणु समूह है।]]नैनोसमूह परमाणु रूप से सटीक, क्रिस्टलीय पदार्थ होते हैं जो प्रायः 0-2 नैनोमीटर पैमाने के होते हैं।<ref>{{Cite journal|last1=Gary|first1=Dylan C.|last2=Flowers|first2=Sarah E.|last3=Kaminsky|first3=Werner|last4=Petrone|first4=Alessio|last5=Li|first5=Xiaosong|last6=Cossairt|first6=Brandi M.|date=2016-02-10|title=Single-Crystal and Electronic Structure of a 1.3 nm Indium Phosphide Nanocluster|url=https://doi.org/10.1021/jacs.5b13214|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=138|issue=5|pages=1510–1513|doi=10.1021/jacs.5b13214|pmid=26784649 |issn=0002-7863}}</ref> <ref name=SR>{{cite journal|author1=Kunwar, P|author2= Hassinen, J|author3= Bautista, G|author4=Ras, R. H. A. |author5= Toivonen, J |year=2016|title=Sub-micron scale patterning of fluorescent silver nanoclusters using low-power laser|journal= Scientific Reports |volume=6 |page= 23998 |doi=10.1038/srep23998|pmid= 27045598|bibcode=2016NatSR...623998K|pmc=4820741}}</ref><ref name="direct">{{cite journal|author1=Kunwar, P |author2=Hassinen, J| author3=Bautista, G |author4= Ras, R. H. A. |author5=Toivonen, J |year=2014| title=Direct Laser Writing of Photostable Fluorescent Silver Nanoclusters in Polymer Films| journal=ACS Nano| volume=8|issue=11|pages= 11165–11171 | doi=10.1021/nn5059503|pmid=25347726|url=https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/26539}}</ref> उन्हें प्रायः गतिशील रूप से स्थिर मध्यवर्ती माना जाता है जो अर्धचालक और धातु नैनोक्रिस्टल जैसे तुलनात्मक रूप से बड़ी सामग्री के संश्लेषण के दौरान बनते हैं। नैनोसमूह् का अध्ययन करने के लिए किए गए अधिकांश शोधों ने उनके क्रिस्टल संरचनाओं को चिह्नित करने और बड़े सामग्रियों के न्यूक्लिएशन और विकास तंत्र में उनकी भूमिका को समझने पर ध्यान केंद्रित किया है।<ref>{{Cite journal|last1=Beecher|first1=Alexander N.|last2=Yang|first2=Xiaohao|last3=Palmer|first3=Joshua H.|last4=LaGrassa|first4=Alexandra L.|last5=Juhas|first5=Pavol|last6=Billinge|first6=Simon J. L.|last7=Owen|first7=Jonathan S.|date=2014-07-30|title=Atomic Structures and Gram Scale Synthesis of Three Tetrahedral Quantum Dots|url=https://doi.org/10.1021/ja503590h|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=136|issue=30|pages=10645–10653|doi=10.1021/ja503590h|pmid=25003618 |issn=0002-7863}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Gary|first1=Dylan C.|last2=Terban|first2=Maxwell W.|last3=Billinge|first3=Simon J. L.|last4=Cossairt|first4=Brandi M.|date=2015-02-24|title=Two-Step Nucleation and Growth of InP Quantum Dots via Magic-Sized Cluster Intermediates|url=https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.5b00286|journal=Chemistry of Materials|volume=27|issue=4|pages=1432–1441|doi=10.1021/acs.chemmater.5b00286|osti=1182518 |issn=0897-4756}}</ref> ये नैनोसमूह या तो एक या कई [[रासायनिक तत्व|रासायनिक तत्वों]] से बने हो सकते हैं, और उनके बड़े समकक्ष भागों की तुलना में रोचक विद्युत, [[प्रकाशिकी]] और रासायनिक गुणों का प्रदर्शन करते हैं।<ref name=direct/><ref name=SR/><ref name=nanoscale/><ref name=ARPC/>
सामग्रियों को तीन अलग-अलग व्यवस्थाओं में वर्गीकृत किया जा सकता है, जैसे थोक, नैनोकण और नैनोक्लस्टर। बल्क मेटल्स [[विद्युत कंडक्टर|विद्युत]] [[विद्युत कंडक्टर|सुचालक]] होते हैं और प्रकाश के अच्छे परावर्तक होते हैं और मेटल [[नैनोकणों]] सतह प्लाज्मॉन [[गूंज]] के कारण तीव्र रंग प्रदर्शित करते हैं।<ref name="nanoscale">{{cite journal|author1=Dıez, I|author2=Ras. R. H. |year=2011|title=Fluorescent silver nanoclusters |journal=Nanoscale | volume=3 |issue=5 |pages=1963–70 |doi=10.1039/c1nr00006c|pmid=21409225 |bibcode=2011Nanos...3.1963D}}</ref><ref name="ARPC">{{cite journal|author1=Zheng, J|author2= Nicovich, P. R|author3=Dickson, R. M. |year=2007|title=Highly Fluorescent Noble Metal Quantum Dots|journal= Annual Review of Physical Chemistry |volume=C 58|pages= 409–431|bibcode=2007ARPC...58..409Z|doi=10.1146/annurev.physchem.58.032806.104546|pmid= 17105412|pmc=2735021}}</ref> हालांकि, जब नैनोक्लस्टर बनाने के लिए धातु नैनोक्लस्टर्स के आकार को और कम किया जाता है, तो [[इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचना]] असंतत हो जाती है और असतत [[ऊर्जा स्तर|ऊर्जा स्तरों]] में टूट जाती है, कुछ हद तक [[अणु]]ओं के ऊर्जा स्तरों के समान होती है।<ref name="nanoscale" /><ref name="ARPC" /><ref name="W">{{cite journal|author1= Wilcoxon, J. P|author2=Abrams, B. L.|year=2006|title=Synthesis, Structure and Properties of Metal Nanoclusters|journal=Chemical Society Reviews|volume=35|issue=11|pages=1162–1194|doi=10.1039/b517312b|pmid=17057844}}</ref><ref name="NT">{{cite journal|author1=Shang, L|author2=Dong, S|author3=Nienhaus, G. U.| year=2011|title=Ultra-Small Fluorescent Metal Nanoclusters: Synthesis and Biological Applications|journal=Nano Today|volume=6|issue=4|pages=401–418|doi=10.1016/j.nantod.2011.06.004}}</ref><ref name="JPC">{{cite journal|author1=Ashenfelter, B. A.|author2=Desireddy, A|author3=Yau, S. H|author4= Goodson T|author5=Bigioni, T. P |year=2015|title=Fluorescence from Molecular Silver Nanoparticles|journal=Journal of Physical Chemistry |volume=C 119|issue=35|pages=20728–20734|doi=10.1021/acs.jpcc.5b05735}}</ref> यह नैनोक्लस्टर को एक विलक्षण अणु के समान गुण प्रदान करता है<ref>{{cite journal|author1= Bhattarai, B|author2= Zaker, Y|author3= Atnagulov A|author4= Yoon, B|author5= Landman, U|author6= Bigioni T. P.|year=2018|title= Chemistry and Structure of Silver Molecular Nanoparticles|journal=Accounts of Chemical Research|volume= 51|issue=12| pages=3104–3113|doi=10.1021/acs.accounts.8b00445|pmid= 30462479|s2cid= 53711566}}</ref> और प्लसोनिक व्यवहार प्रदर्शित नहीं करता है,नैनोक्लस्टर्स को परमाणुओं और नैनोकणों के बीच ब्रिजिंग लिंक के रूप में जाना जाता है।<ref>{{cite journal|author1= Bhattarai, B|author2= Zaker, Y|author3= Atnagulov A|author4= Yoon, B|author5= Landman, U|author6= Bigioni T. P.|year=2018|title= Chemistry and Structure of Silver Molecular Nanoparticles|journal=Accounts of Chemical Research|volume= 51|issue=12| pages=3104–3113|doi=10.1021/acs.accounts.8b00445|pmid= 30462479|s2cid= 53711566}}</ref><ref name=nanoscale/><ref name=ARPC/><ref name=W/><ref name=NT/><ref name=JPC/><ref name=e/><ref name=chk>{{cite journal|author1=Chakraborty, I|author2= Govindarajan, A|author3=Erusappan, J|author4=Ghosh, A|author5=Pradeep, T|author6=Yoon, B|author7=Whetten, R. L. |author8=Landman, U.|year=2012|title=The Superstable 25 kDa Monolayer Protected Silver Nanoparticle: Measurements and Interpretation as an Icosahedral Ag152(SCH2CH2Ph)60 Cluster|journal=Nano Letters|volume=12|issue= 11|pages=5861–5866|bibcode=2012NanoL..12.5861C|doi=10.1021/nl303220x|pmid=23094944|citeseerx=10.1.1.720.7249}}</ref><ref name=l4/><ref name=xu>{{cite journal|author1=Xu, H.|author2=Suslick, K. S.|year=2010 |title=Sonochemical Synthesis of Highly Fluorescent Silver Nanoclusters|journal=ACS Nano |volume=4|issue=6|pages=3209–3214|doi=10.1021/nn100987k|pmid=20507161}}</ref><ref name=G>{{cite journal|author1=Gonzáles, B. S.|author2=Blanco, M. C.|author3=López-Quintela, A |year=2012 |title=Single step electro-chemical synthesis of hydrophilic/hydrophobic Ag5 and Ag6 blue luminescent clusters |journal=Nanoscale |volume=4|issue=24|pages=7632–7635|bibcode=2012Nanos...4.7632G|doi=10.1039/c2nr31994b|pmid=23064311|s2cid=37245927|url=https://semanticscholar.org/paper/2ed22a8f51a4e3b52ed18ded54192f675e3db326}}</ref> नैनोक्लस्टर्स को आणविक नैनोकणों के रूप में भी संदर्भित किया जा सकता है।<ref>{{cite journal|author1= Conn, B. E.|author2= Desireddy, A|author3= Atnagulov, A|author4= Wickramasinghe, S|author5= Bhattarai, B|author6= Yoon, B|author7= Barnett, R. N.|author8= Abdollahian, Y|author9= Kim, Y. W.|author10= Griffith, W. P.|author11= Oliver, S. R.|author12= Landman, U|author13= Bigioni T. P.|year=2015|title= M4Ag44(p-MBA)30 Molecular Nanoparticles|journal= Journal of Physical Chemistry C|volume=119|issue=20| pages=11238–11249|doi= 10.1021/jp512237b }}</ref>
सामग्रियों को तीन अलग-अलग व्यवस्थाओं में वर्गीकृत किया जा सकता है, जैसे स्थूल , नैनोकण और नैनोसमूह। स्थूल  धातु [[विद्युत कंडक्टर|विद्युत क़े]] [[Index.php?title=विद्युत क़े सुचालक|सुचालक]] होते हैं और प्रकाश के अच्छे परावर्तक होते हैं और धातु [[नैनोकणों|नैनोकण]] सतह प्लाज्मॉन [[गूंज]] के कारण तीव्र रंग प्रदर्शित करते हैं।<ref name="nanoscale">{{cite journal|author1=Dıez, I|author2=Ras. R. H. |year=2011|title=Fluorescent silver nanoclusters |journal=Nanoscale | volume=3 |issue=5 |pages=1963–70 |doi=10.1039/c1nr00006c|pmid=21409225 |bibcode=2011Nanos...3.1963D}}</ref><ref name="ARPC">{{cite journal|author1=Zheng, J|author2= Nicovich, P. R|author3=Dickson, R. M. |year=2007|title=Highly Fluorescent Noble Metal Quantum Dots|journal= Annual Review of Physical Chemistry |volume=C 58|pages= 409–431|bibcode=2007ARPC...58..409Z|doi=10.1146/annurev.physchem.58.032806.104546|pmid= 17105412|pmc=2735021}}</ref> सामान्यतः, जब नैनोसमूह बनाने के लिए धातु नैनोसमूह् के आकार को और कम किया जाता है, तो [[इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचना]] असंतत हो जाती है और असतत [[ऊर्जा स्तर|ऊर्जा स्तरों]] में टूट जाती है, जो कुछ '''हद''' तक [[अणु]]ओं के ऊर्जा स्तरों के समान होती है।<ref name="nanoscale" /><ref name="ARPC" /><ref name="W">{{cite journal|author1= Wilcoxon, J. P|author2=Abrams, B. L.|year=2006|title=Synthesis, Structure and Properties of Metal Nanoclusters|journal=Chemical Society Reviews|volume=35|issue=11|pages=1162–1194|doi=10.1039/b517312b|pmid=17057844}}</ref><ref name="NT">{{cite journal|author1=Shang, L|author2=Dong, S|author3=Nienhaus, G. U.| year=2011|title=Ultra-Small Fluorescent Metal Nanoclusters: Synthesis and Biological Applications|journal=Nano Today|volume=6|issue=4|pages=401–418|doi=10.1016/j.nantod.2011.06.004}}</ref><ref name="JPC">{{cite journal|author1=Ashenfelter, B. A.|author2=Desireddy, A|author3=Yau, S. H|author4= Goodson T|author5=Bigioni, T. P |year=2015|title=Fluorescence from Molecular Silver Nanoparticles|journal=Journal of Physical Chemistry |volume=C 119|issue=35|pages=20728–20734|doi=10.1021/acs.jpcc.5b05735}}</ref> यह नैनोसमूह को एक विलक्षण अणु के समान गुण प्रदान करता है<ref>{{cite journal|author1= Bhattarai, B|author2= Zaker, Y|author3= Atnagulov A|author4= Yoon, B|author5= Landman, U|author6= Bigioni T. P.|year=2018|title= Chemistry and Structure of Silver Molecular Nanoparticles|journal=Accounts of Chemical Research|volume= 51|issue=12| pages=3104–3113|doi=10.1021/acs.accounts.8b00445|pmid= 30462479|s2cid= 53711566}}</ref> और प्लसोनिक व्यवहार प्रदर्शित नहीं करता है, नैनोकणों को परमाणुओं और नैनोसमूह् के बीच सेतु कड़ी के रूप में जाना जाता है।<ref>{{cite journal|author1= Bhattarai, B|author2= Zaker, Y|author3= Atnagulov A|author4= Yoon, B|author5= Landman, U|author6= Bigioni T. P.|year=2018|title= Chemistry and Structure of Silver Molecular Nanoparticles|journal=Accounts of Chemical Research|volume= 51|issue=12| pages=3104–3113|doi=10.1021/acs.accounts.8b00445|pmid= 30462479|s2cid= 53711566}}</ref><ref name=nanoscale/><ref name=ARPC/><ref name=W/><ref name=NT/><ref name=JPC/><ref name=e/><ref name=chk>{{cite journal|author1=Chakraborty, I|author2= Govindarajan, A|author3=Erusappan, J|author4=Ghosh, A|author5=Pradeep, T|author6=Yoon, B|author7=Whetten, R. L. |author8=Landman, U.|year=2012|title=The Superstable 25 kDa Monolayer Protected Silver Nanoparticle: Measurements and Interpretation as an Icosahedral Ag152(SCH2CH2Ph)60 Cluster|journal=Nano Letters|volume=12|issue= 11|pages=5861–5866|bibcode=2012NanoL..12.5861C|doi=10.1021/nl303220x|pmid=23094944|citeseerx=10.1.1.720.7249}}</ref><ref name=l4/><ref name=xu>{{cite journal|author1=Xu, H.|author2=Suslick, K. S.|year=2010 |title=Sonochemical Synthesis of Highly Fluorescent Silver Nanoclusters|journal=ACS Nano |volume=4|issue=6|pages=3209–3214|doi=10.1021/nn100987k|pmid=20507161}}</ref><ref name=G>{{cite journal|author1=Gonzáles, B. S.|author2=Blanco, M. C.|author3=López-Quintela, A |year=2012 |title=Single step electro-chemical synthesis of hydrophilic/hydrophobic Ag5 and Ag6 blue luminescent clusters |journal=Nanoscale |volume=4|issue=24|pages=7632–7635|bibcode=2012Nanos...4.7632G|doi=10.1039/c2nr31994b|pmid=23064311|s2cid=37245927|url=https://semanticscholar.org/paper/2ed22a8f51a4e3b52ed18ded54192f675e3db326}}</ref> नैनोकणों को आणविक नैनोसमूह् के रूप में भी संदर्भित किया जा सकता है।<ref>{{cite journal|author1= Conn, B. E.|author2= Desireddy, A|author3= Atnagulov, A|author4= Wickramasinghe, S|author5= Bhattarai, B|author6= Yoon, B|author7= Barnett, R. N.|author8= Abdollahian, Y|author9= Kim, Y. W.|author10= Griffith, W. P.|author11= Oliver, S. R.|author12= Landman, U|author13= Bigioni T. P.|year=2015|title= M4Ag44(p-MBA)30 Molecular Nanoparticles|journal= Journal of Physical Chemistry C|volume=119|issue=20| pages=11238–11249|doi= 10.1021/jp512237b }}</ref>


[[रसायन विज्ञान]] में, एक परमाणु समूह बंधे हुए परमाणुओं या अणुओं का एक समूह है जो एक साधारण अणु और एक नैनोअणु के बीच आकार में मध्यवर्ती होता है; यानी व्यास में कुछ [[नैनोमीटर]] (nm) '''तक''' होता है। 'माइक्रोसमूह' शब्द का इस्तेमाल युगल दर्जन परमाणुओं के साथ समूह के लिए किया जा सकता है।


== [[एटम]] क्लस्टर्स ==
एक विशिष्ट व्यवस्था में एक निश्चित संख्या और परमाणुओं के प्रकार वाले समूहों को प्रायः एक विशिष्ट [[रासायनिक यौगिक]] माना जाता है और अध्ययन किया जाता है। उदाहरण के लिए, [[फुलरीन]] 60 कार्बन परमाणुओं का एक समूह है जो एक काटे गए विंशतिफलक के शीर्ष के रूप में व्यवस्थित है, और डेकाबोरेन 10 बोरॉन परमाणुओं का एक समूह है, जो 14 [[हाइड्रोजन]] परमाणुओं से घिरा एक अधूरा [[विंशतिफलक]] बनाता है।
[[रसायन विज्ञान]] में, एक परमाणु क्लस्टर (या केवल क्लस्टर) बंधे हुए परमाणुओं या अणुओं का एक समूह है जो एक साधारण अणु और एक नैनोपार्टिकल के बीच आकार में मध्यवर्ती होता है; यानी व्यास में कुछ [[नैनोमीटर]] (एनM) तक। 'माइक्रोक्लस्टर' शब्द का इस्तेमाल युगल दर्जन परमाणुओं के साथ समूह के लिए किया जा सकता है।


एक विशिष्ट व्यवस्था में एक निश्चित संख्या और परमाणुओं के प्रकार वाले समूहों को अक्सर एक विशिष्ट [[रासायनिक यौगिक]] माना जाता है और इस तरह अध्ययन किया जाता है। उदाहरण के लिए, [[फुलरीन]] 60 कार्बन परमाणुओं का एक समूह है जो एक काटे गए विंशतिफलक के शीर्ष के रूप में व्यवस्थित है, और डेकाबोरेन 10 बोरॉन परमाणुओं का एक समूह है, जो 14 [[हाइड्रोजन]] परमाणुओं से घिरा एक अधूरा [[विंशतिफलक]] बनाता है।
यह शब्द सामान्यतः एक ही तत्व के कई परमाणुओं, या कुछ अलग-अलग तत्वों के त्रि-आयामी व्यवस्था में बंधे हुए समूहों के लिए उपयोग किया जाता है। [[संक्रमण धातु]] और मुख्य समूह तत्व विशेष रूप से मजबूत समूह बनाते हैं।<ref>''Inorganic Chemistry'' Huheey, JE, 3rd ed. Harper and Row, New York</ref> वास्तव में कुछ संदर्भों में, यह शब्द विशेष रूप से एक [[धातु]] समूह को संदर्भित कर सकता है, जिसके मूल परमाणु धातु होते हैं और इसमें कम से कम एक धातु बंधन होता है।<ref name=clusterchem>{{cite book | last1 = Mingos | first1 = D. M. P. |last2 = Wales | first2 = D. J. |author-link1=Michael Mingos|author-link2=David J. Wales| title = Introduction to cluster chemistry | url = https://archive.org/details/introductiontocl0000ming | url-access = registration | publisher = Prentice Hall | location = Englewood Cliffs, N.J | year = 1990 | isbn = 0134743059 }}</ref> इस कारक में, क्वालीफायर पॉली एक से अधिक धातु परमाणु [[जल क्लस्टर|जल समूह]] को निर्दिष्ट करता है, और हेटरोन्यूक्लियर कम से कम दो अलग-अलग धातु तत्वों वाले समूह को निर्दिष्ट करता है। नग्न धातु समूहों में केवल धातु के परमाणु होते हैं, यह अन्य तत्वों के बाहरी आवरण वाले समूहों के विपरीत होते हैं। दुसरे [[साइनाइड]] या [[मिथाइल]] जैसे [[कार्यात्मक समूह]] हो सकते हैं जो सहसंयोजक रूप से मुख्य परमाणुओं से बंधे होते हैं या कई [[कार्बन मोनोआक्साइड]], हैलाईड [[आइसोसायनाइड]] अल्केन्स और [[हाइड्राइड|हाइड्राइडस]] जैसे [[समन्वय बंधन|समन्वय बंधनो]] से जुड़े [[लिगेंड]] हो सकते हैं।


यह शब्द आमतौर पर एक ही तत्व के कई परमाणुओं, या कुछ अलग-अलग तत्वों के त्रि-आयामी व्यवस्था में बंधे हुए समूहों के लिए उपयोग किया जाता है। [[संक्रमण धातु]] और मुख्य समूह तत्व विशेष रूप से मजबूत क्लस्टर बनाते हैं।<ref>''Inorganic Chemistry'' Huheey, JE, 3rd ed. Harper and Row, New York</ref> दरअसल, कुछ संदर्भों में, यह शब्द विशेष रूप से एक [[धातु]] समूह को संदर्भित कर सकता है, जिसके मूल परमाणु धातु होते हैं और इसमें कम से कम एक धातु बंधन होता है।<ref name=clusterchem>{{cite book | last1 = Mingos | first1 = D. M. P. |last2 = Wales | first2 = D. J. |author-link1=Michael Mingos|author-link2=David J. Wales| title = Introduction to cluster chemistry | url = https://archive.org/details/introductiontocl0000ming | url-access = registration | publisher = Prentice Hall | location = Englewood Cliffs, N.J | year = 1990 | isbn = 0134743059 }}</ref> इस मामले में, क्वालीफायर पॉली एक से अधिक धातु परमाणु [[जल क्लस्टर]] को निर्दिष्ट करता है, और हेटरोन्यूक्लियर कम से कम दो अलग-अलग धातु तत्वों वाले क्लस्टर को निर्दिष्ट करता है। नग्न धातु समूहों में केवल धातु के परमाणु होते हैं, अन्य तत्वों के बाहरी आवरण वाले समूहों के विपरीत। दुसरे [[साइनाइड]] या [[मिथाइल]] जैसे [[कार्यात्मक समूह]] हो सकते हैं जो सहसंयोजक रूप से मुख्य परमाणुओं से बंधे होते हैं या कई [[कार्बन मोनोआक्साइड]], हैलाईड [[आइसोसायनाइड|आइसोसायनाइडस]] अल्केन्स और [[हाइड्राइड|हाइड्राइडस]] जैसे [[समन्वय बंधन|समन्वय बंधनो]] से जुड़े [[लिगेंड]] हो सकते हैं।
सामान्यतः इस शब्द का उपयोग उन समूहों के लिए भी किया जाता है जिनमें कोई धातु नहीं होती है (जैसे कि [[बोरेन]] और [[कार्बोरेन]]) और जिनके मूल परमाणु [[सहसंयोजक बंधन|सहसंयोजक बंध]] या [[आयोनिक बंध]] द्वारा एक साथ बंधे होते हैं। इसका उपयोग [[वैन डेर वाल का बल|वैन डेर वाल]] या [[हाइड्रोजन बंध]] द्वारा एक साथ रखे गए परमाणुओं या अणुओं के संयोजन के लिए भी किया जाता है, जैसा कि जल समूहों में होता है।


सामान्यतः इस शब्द का उपयोग उन  समूहों के लिए भी किया जाता है जिनमें कोई धातु नहीं होती है (जैसे कि [[बोरेन]] और [[कार्बोरेन]]) और जिनके मूल परमाणु [[सहसंयोजक बंधन]] या [[आयोनिक बंध]] द्वारा एक साथ बंधे होते हैं। इसका उपयोग [[वैन डेर वाल का बल|वैन डेर वाल]] या [[हाइड्रोजन बंध]] द्वारा एक साथ रखे गए परमाणुओं या अणुओं के संयोजन के लिए भी किया जाता है, जैसा कि जल समूहों में होता है।
समूह चरण संक्रमण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं जिसमे विलयन से वर्षा, तरल पदार्थ और ठोस पदार्थों का संघनन और वाष्पीकरण, ठंड और पिघलना, और अन्य सामग्रियों का सोखना सम्मिलित है।
== इतिहास ==
[[File:EntryWithCollCode414090.png|thumb|[Bi<sub>8</sub>](GaCl<sub>4</sub>)<sub>2  में</sub> Bi<sub>8</sub><sup>2+</sup>  समूह की संरचना [Bi<sub>8</sub>](GaCl<sub>4</sub>)<sub>2</sub>.<ref>{{Cite journal|last1=Lindsjö|first1=Andreas Fischer, Martin|last2=Kloo|first2=Lars|date=2005-02-01|title=Improvements of and Insights into the Isolation of Bismuth Polycations from Benzene Solution – Single-Crystal Structure Determinations of Bi<sub>8</sub>[GaCl<sub>4</sub>]<sub>2</sub> and Bi<sub>5</sub>[GaCl<sub>4</sub>]<sub>3</sub>|journal=European Journal of Inorganic Chemistry|language=en|volume=2005|issue=4|pages=670–675|doi=10.1002/ejic.200400466|issn=1099-0682}}</ref>]]धातु समूह से बने हुए परमाणु समूह यौगिकों का अप्रत्याशित रूप से प्राचीन काल से मनुष्यों द्वारा उपयोग किया जाता रहा है। सबसे पुराना कृत्रिम रूप से निर्मित धातु समूह [[कैलौमेल]] ({{chem|Hg|2|Cl|2}}) हो सकता है, जो भारत में पहले से ही 12वीं शताब्दी में जाना जाता था।


क्लस्टर चरण संक्रमण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं जैसे विलयन से वर्षा, तरल पदार्थ और ठोस पदार्थों का संघनन और वाष्पीकरण, ठंड और पिघलना, और अन्य सामग्रियों का सोखना। [उद्धरण वांछित]
समूह यौगिकों की संरचना की व्याख्या केवल 20वीं शताब्दी में ही संभव हो सकी। उदाहरण के लिए, कैलोमेल में पारा बंध के लिए [[पारा (तत्व)]] का अस्तित्व 1900 के प्रारंभ में स्थापित किया गया था। एकल-क्रिस्टल एक्स-रे विवर्तन जैसे विश्वसनीय संरचनात्मक विश्लेषण उपकरणों के विकास से ये प्रगति संभव हुई।
== इतिहास ==
[[File:EntryWithCollCode414090.png|thumb|[Bi<sub>8</sub>](GaCl<sub>4</sub>)<sub>2  में</sub> Bi<sub>8</sub><sup>2+</sup>  क्लस्टर की संरचना [Bi<sub>8</sub>](GaCl<sub>4</sub>)<sub>2</sub>.<ref>{{Cite journal|last1=Lindsjö|first1=Andreas Fischer, Martin|last2=Kloo|first2=Lars|date=2005-02-01|title=Improvements of and Insights into the Isolation of Bismuth Polycations from Benzene Solution – Single-Crystal Structure Determinations of Bi<sub>8</sub>[GaCl<sub>4</sub>]<sub>2</sub> and Bi<sub>5</sub>[GaCl<sub>4</sub>]<sub>3</sub>|journal=European Journal of Inorganic Chemistry|language=en|volume=2005|issue=4|pages=670–675|doi=10.1002/ejic.200400466|issn=1099-0682}}</ref>]]मेटल क्लस्टर सहित एटम क्लस्टर यौगिकों का अनजाने में प्राचीन काल से मनुष्यों द्वारा उपयोग किया जाता रहा है। सबसे पुराना कृत्रिम रूप से निर्मित धातु समूह [[कैलौमेल]] हो सकता है {{chem|Hg|2|Cl|2}}, जो भारत में पहले से ही 12वीं शताब्दी में जाना जाता था।


क्लस्टर यौगिकों की संरचना की व्याख्या केवल 20वीं शताब्दी में ही संभव हो सकी। उदाहरण के लिए, कैलोमेल में पारा बंधन के लिए [[पारा (तत्व)]] का अस्तित्व 1900 के प्रारंभ में स्थापित किया गया था। एकल-क्रिस्टल एक्स-रे विवर्तन जैसे विश्वसनीय संरचनात्मक विश्लेषण उपकरणों के विकास से ये प्रगति संभव हुई।
नैनोसमूह बनाने के प्रयोगों के पहले सेट को 1950 और 1960 के दशक में देखा जा सकता है।<ref>{{cite journal|author1=Campbell, E. K.|author2=Holz, M|author3=Gerlich D |author4=Maier, J. P.|year=2015|title=Laboratory confirmation of C60+ as carrier of two diffuse interstellar bands|journal=Nature| volume=523|issue=7560| pages=322–325|bibcode=2015Natur.523..322C|doi=10.1038/nature14566|pmid=26178962|s2cid=205244293}}</ref><ref name=e/> इस अवधि के समय, सुपरसोनिक विस्तार द्वारा कम तापमान पर तीव्र आणविक बीम से नैनोसमूह का उत्पादन किया गया। [[लेज़र]] वाष्पीकरण तकनीक के विकास ने आवर्त सारणी में तत्वों के स्पष्ट बहुमत के नैनोसमूह बनाना संभव बना दिया।


नैनोक्लस्टर बनाने के प्रयोगों के पहले सेट को 1950 और 1960 के दशक में देखा जा सकता है।<ref>{{cite journal|author1=Campbell, E. K.|author2=Holz, M|author3=Gerlich D |author4=Maier, J. P.|year=2015|title=Laboratory confirmation of C60+ as carrier of two diffuse interstellar bands|journal=Nature| volume=523|issue=7560| pages=322–325|bibcode=2015Natur.523..322C|doi=10.1038/nature14566|pmid=26178962|s2cid=205244293}}</ref><ref name=e/>इस अवधि के दौरान, सुपरसोनिक विस्तार द्वारा कम तापमान पर तीव्र आणविक बीम से नैनोक्लस्टर का उत्पादन किया गया। [[[[लेज़र]] वाष्पीकरण]] तकनीक के विकास ने आवर्त सारणी में तत्वों के स्पष्ट बहुमत के नैनोक्लस्टर बनाना संभव बना दिया।
1960 के दशक की शुरुआत में एफ.. कॉटन द्वारा समूह शब्द का इस्तेमाल विशेष रूप से धातु-धातु बंध वाले यौगिकों को संदर्भित करने के लिए किया गया था।


1960 के दशक की शुरुआत में एफए कॉटन द्वारा क्लस्टर शब्द का इस्तेमाल विशेष रूप से धातु-धातु बांड वाले यौगिकों को संदर्भित करने के लिए किया गया था।
1984 में एरिक ए. रोहल्फ़िंग, डोनाल्ड एम. कॉक्स और [[एंड्रयू कलडोर]] द्वारा पहली बार कार्बन समूह का पता लगाया गया था, प्रयोगों में जहां ग्रेफाइट को लेजर द्वारा वाष्पीकृत किया गया था और वाष्प को [[हीलियम]] वातावरण द्वारा समाप्त किया गया था। द्रव्यमान [[मास स्पेक्ट्रोमीटर|स्पेक्ट्रोमीटर]] के साथ संघनित उत्पादों के विश्लेषण से निश्चित स्थायित्व संख्या  के साथ अणुओं की अधिकता का पता चला।<ref>{{cite journal|doi=10.1063/1.447994|bibcode=1984JChPh..81.3322R|title=Production and characterization of supersonic carbon cluster beams|journal=Journal of Chemical Physics|volume=81|issue=7|pages=3322|last1=Rohlfing|first1=Eric A|last2=Cox|first2=D. M|last3=Kaldor|first3=A|year=1984}}</ref> 1985 में उनके काम को [[हेरोल्ड क्रोटो]], जेम्स आर. हीथ, सीन ओब्रायन, [[रॉबर्ट कर्ल]] और [[रिचर्ड स्माले]] द्वारा दोहराया गया, जिन्होंने प्रमुख C<sub>60</sub> अणु के लिए काटे गए आईकोसाहेड्रोन संरचना का प्रस्ताव दिया, और इसके लिए नाम बकमिंस्टरफुल्लेरेने प्रस्तावित किया।<ref>{{cite journal |year = 1985 |title = C<sub>60</sub>: Buckminsterfullerene |journal = [[Nature (journal)|Nature]] |volume = 318 | pages = 162–163 |doi = 10.1038/318162a0 |issue=6042 |bibcode=1985Natur.318..162K |last1 = Kroto |first1 = H. W. |last2 = Heath |first2 = J. R. |last3 = O'Brien |first3 = S. C. |last4 = Curl |first4 = R. F. |last5 = Smalley |first5 = R. E.|s2cid = 4314237 }}</ref> 1980 के दशक से [[अर्धचालक]] तत्वों के नैनोसमूह्, कंपाउंड समूह् और ट्रांजिशन धातु नैनो समूह् पर बेहतरीन काम हुआ है।<ref name=e/>


1984 में एरिक ए. रोहल्फ़िंग, डोनाल्ड M. कॉक्स और [[एंड्रयू कलडोर]] द्वारा पहली बार कार्बन क्लस्टर का पता लगाया गया था, प्रयोगों में जहां ग्रेफाइट को लेजर द्वारा वाष्पीकृत किया गया था और वाष्प को [[हीलियम]] वातावरण द्वारा बुझाया गया था। द्रव्यमान  [[मास स्पेक्ट्रोमीटर|स्पेक्ट्रोमीटर]] के साथ संघनित उत्पादों के विश्लेषण से निश्चित जादुई संख्या के साथ अणुओं की अधिकता का पता चला।<ref>{{cite journal|doi=10.1063/1.447994|bibcode=1984JChPh..81.3322R|title=Production and characterization of supersonic carbon cluster beams|journal=Journal of Chemical Physics|volume=81|issue=7|pages=3322|last1=Rohlfing|first1=Eric A|last2=Cox|first2=D. M|last3=Kaldor|first3=A|year=1984}}</ref> 1985 में उनके काम को [[हेरोल्ड क्रोटो]], जेम्स आर. हीथ, सीन ओ'ब्रायन, [[रॉबर्ट कर्ल]] और [[रिचर्ड स्माले]] द्वारा दोहराया गया, जिन्होंने प्रमुख C<sub>60</sub> अणु के लिए काटे गए आईकोसाहेड्रोन संरचना का प्रस्ताव दिया , और इसके लिए नाम बकमिंस्टरफुल्लेरेने प्रस्तावित किया।<ref>{{cite journal |year = 1985 |title = C<sub>60</sub>: Buckminsterfullerene |journal = [[Nature (journal)|Nature]] |volume = 318 | pages = 162–163 |doi = 10.1038/318162a0 |issue=6042 |bibcode=1985Natur.318..162K |last1 = Kroto |first1 = H. W. |last2 = Heath |first2 = J. R. |last3 = O'Brien |first3 = S. C. |last4 = Curl |first4 = R. F. |last5 = Smalley |first5 = R. E.|s2cid = 4314237 }}</ref>1980 के दशक से [[अर्धचालक]] तत्वों के नैनोक्लस्टर्स, कंपाउंड क्लस्टर्स और ट्रांजिशन मेटल नैनोक्लस्टर्स पर जबरदस्त काम हुआ है।<ref name=e/>
== धातु नैनोक्लस्टर्स में परमाणुओं का आकार और संख्या ==
जापानी गणितीय भौतिक विज्ञानी [[रोगो कुबो]] के अनुसार, ऊर्जा स्तरों के अंतर की भविष्यवाणी किसके द्वारा की जा सकती है


जापानी गणितीय भौतिक विज्ञानी [[रोगो कुबो]] के अनुसार, ऊर्जा स्तरों के अंतर की भविष्यवाणी किसके द्वारा की जा सकती है,<math>\delta=\frac{E_{\rm F}}{N}</math> जहां ''E''<sub>F</sub> [[फर्मी ऊर्जा]] है और N परमाणुओं की संख्या है।  परिमाण परिरोध के लिए  '𝛿' को तापीय ऊर्जा के बराबर होने का अनुमान लगाया जा सकता है ({{Math|''&delta;'' {{=}} ''kT''}}), जहां k बोल्ट्जमैन स्थिरांक है और T तापमान है।<ref>{{cite journal|author=Kubo, R|year=1962|title=Electronic properties of metallic fine particles|journal=Journal of the Physical Society of Japan|volume=17|issue=6|page=975|bibcode=1962JPSJ...17..975K|doi=10.1143/JPSJ.17.975}}</ref><ref name=CM>{{cite thesis|author=Kumar, S|year=2013|title=Synthesis, Characterization and Application of Water- soluble Gold and Silver Nanoclusters|type=Ph. D. dissertation|publisher=Carnegie Mellon University|location=Pittsburgh}}</ref>
<math>\delta=\frac{E_{\rm F}}{N}</math>


जहां ''E''<sub>F</sub> [[फर्मी ऊर्जा]] है और N परमाणुओं की संख्या है। परिमाण परिरोध के लिए '𝛿' को तापीय ऊर्जा के बराबर होने का अनुमान लगाया जा सकता है ({{Math|''&delta;'' {{=}} ''kT''}}), जहां k बोल्ट्जमैन स्थिरांक है और T तापमान है।<ref>{{cite journal|author=Kubo, R|year=1962|title=Electronic properties of metallic fine particles|journal=Journal of the Physical Society of Japan|volume=17|issue=6|page=975|bibcode=1962JPSJ...17..975K|doi=10.1143/JPSJ.17.975}}</ref><ref name="CM">{{cite thesis|author=Kumar, S|year=2013|title=Synthesis, Characterization and Application of Water- soluble Gold and Silver Nanoclusters|type=Ph. D. dissertation|publisher=Carnegie Mellon University|location=Pittsburgh}}</ref>


== संरचना और स्थिरता ==
== संरचना और स्थिरता ==
[[File:UJONUE.png|thumb|[ते<sub>6</sub>](ओ<sub>3</sub>एस सी एफ<sub>3</sub>)<sub>2</sub>. अंतर- और अंतर-त्रिकोण Te-Te दूरी क्रमशः 2.70 और 3.06 Å हैं।<ref>{{cite journal|doi=10.1002/anie.201507644|pmid=26632775|title=The Electrochemical Synthesis of Polycationic Clusters|year=2016|last1=Schulz|first1=Christopher|last2=Daniels|first2=Jörg|last3=Bredow|first3=Thomas|last4=Beck|first4=Johannes|journal=Angewandte Chemie International Edition|volume=55|issue=3|pages=1173–1177}}</ref>]]परमाणु समूहों के भौतिक और रासायनिक गुण समान संरचना वाले थोक ठोस से बहुत भिन्न होते हैं। अंतर इस तथ्य के कारण है कि उनके घटक परमाणुओं का एक बड़ा अंश उनकी सतह पर पाया जाता है। दो दर्जन से कम घटक परमाणुओं या अणुओं वाले क्लस्टर मुख्य के लिए, स्थिर विन्यास में आमतौर पर मुख्य सतह से सटे हुये अधिकांश या सभी परमाणु होते हैं, और इस प्रकार केवल आंशिक रूप से अन्य मूल तत्वों से बंधे होते हैं।
[[File:UJONUE.png|thumb|[Te6](O3SCF3)2 के जालक का भाग।अंतर- और अंतर-त्रिकोण Te-Te दूरी क्रमशः 2.70 और 3.06 Å हैं।<ref>{{cite journal|doi=10.1002/anie.201507644|pmid=26632775|title=The Electrochemical Synthesis of Polycationic Clusters|year=2016|last1=Schulz|first1=Christopher|last2=Daniels|first2=Jörg|last3=Bredow|first3=Thomas|last4=Beck|first4=Johannes|journal=Angewandte Chemie International Edition|volume=55|issue=3|pages=1173–1177}}</ref>]]परमाणु समूहों के भौतिक और रासायनिक गुण समान संरचना वाले '''स्थूल'''  ठोस से बहुत भिन्न होते हैं। अंतर इस तथ्य के कारण है कि उनके घटक परमाणुओं का एक बड़ा अंश उनकी सतह पर पाया जाता है। दो दर्जन से कम घटक परमाणुओं या अणुओं वाले समूह के अंतर्भाग '''के लि'''ए, स्थिर विन्यास में सामान्यतः मुख्य सतह से सटे हुये अधिकांश या सभी परमाणु होते हैं, और इस प्रकार केवल आंशिक रूप से अन्य मूल तत्वों से बंधे होते हैं।


आणविक प्रजातियों के गुणों और कोर में परमाणुओं की बढ़ती संख्या के साथ संबंधित बल्क मिश्रण के गुणों के बीच एक क्रमिक संक्रमण होता है, क्योंकि इसकी सतह से सटे परमाणुओं का अंश लगभग N<sup>−1/3</sup> के रूप में होगा . अगर ''N''10<sup>5</sup> है, जब क्लस्टर को एक नैनोपार्टिकल माना जा सकता है,  तो कोर में लगभग 10% परमाणु ही इसकी सतह पर उजागर होंगे। यह अभी भी महत्वपूर्ण प्रतिशत है, जो इस कारण का हिस्सा है कि नैनोकणों के गुण अभी भी थोक पदार्थों से काफी अलग हैं।
आणविक प्रजातियों के गुणों और अंतर्भाग में परमाणुओं की बढ़ती संख्या के साथ संबंधित '''स्थूल''' मिश्रण के गुणों के बीच एक क्रमिक संक्रमण होता है, क्योंकि इसकी सतह से सटे परमाणुओं का अंश लगभग N<sup>−1/3</sup> के रूप में होगा ।अगर ''N'' 10<sup>5</sup> है, जब समूह को एक नैनोपार्टिकल माना जा सकता है,  तो अंतर्भाग में लगभग 10% परमाणु ही इसकी सतह पर '''अनावृत''' होंगे। यह अभी भी महत्वपूर्ण प्रतिशत है, जो इस कारण का हिस्सा है कि नैनोकणों के गुण अभी भी '''स्थूल'''  पदार्थों से काफी अलग हैं।


संक्रमण धातु समूह अक्सर दुर्दम्य धातु परमाणुओं से बने होते हैं। सामान्य धातु केंद्रों में विस्तारित [[डी-कक्षीय]] के साथ वैलेंस कक्षाओं के अनुकूल ओवरलैप के कारण स्थिर क्लस्टर बनते हैं। इस प्रकार, बाद की धातुओं के लिए कम [[ऑक्सीकरण अवस्था]] वाली धातुएँ और प्रारंभिक धातुओं के लिए मध्य-ऑक्सीकरण अवस्थाएँ स्थिर समूहों का निर्माण करती हैं। पॉलीन्यूक्लियर [[धातु कार्बोनिल]] आमतौर पर कम औपचारिक ऑक्सीकरण अवस्था के साथ देर से संक्रमण धातुओं में पाए जाते हैं। पॉलीहेड्रल कंकाल [[इलेक्ट्रॉन]] जोड़ी सिद्धांत या [[केनेथ वेड]] के इलेक्ट्रॉन गिनती नियम कई धातु समूहों की स्थिरता और संरचनाओं में प्रवृत्तियों की भविष्यवाणी करते हैं। जेमिस Mएनओ नियमों ने धातु समूहों की सापेक्ष स्थिरता में अतिरिक्त अंतर्दृष्टि प्रदान की है।
संक्रमण धातु समूह प्रायः दुर्दम्य धातु परमाणुओं से बने होते हैं। सामान्य धातु केंद्रों में विस्तारित [[डी-कक्षीय]] के साथ '''वैलेंस''' कक्षाओं के अनुकूल ओवरलैप के कारण स्थिर समूह बनते हैं। इस प्रकार, बाद की धातुओं के लिए कम [[ऑक्सीकरण अवस्था]] वाली धातुएँ और प्रारंभिक धातुओं के लिए मध्य-ऑक्सीकरण अवस्थाएँ स्थिर समूहों का निर्माण करती हैं। पॉलीन्यूक्लियर [[धातु कार्बोनिल]] सामान्यतः कम औपचारिक ऑक्सीकरण अवस्था के साथ देर से संक्रमण धातुओं में पाए जाते हैं। पॉलीहेड्रल '''प्रारूप''' [[इलेक्ट्रॉन]] जोड़ी सिद्धांत या [[केनेथ वेड]] के इलेक्ट्रॉन गिनती नियम कई धातु समूहों की स्थिरता और संरचनाओं में प्रवृत्तियों की भविष्यवाणी करते हैं। जेमिस एमएनओ नियमों ने धातु समूहों की सापेक्ष स्थिरता में अतिरिक्त अंतर्दृष्टि प्रदान की है।


सभी क्लस्टर स्थिर नहीं हैं। नैनोक्लस्टर्स की स्थिरता नैनोक्लस्टर में परमाणुओं की संख्या, [[वैलेंस (रसायन विज्ञान)]] इलेक्ट्रॉन गणना और प्रावरण मंचक पर निर्भर करती है।<ref>{{Cite journal|last1=Ott|first1=Lisa Starkey|last2=Finke|first2=Richard G.|date=2007-05-01|title=Transition-metal nanocluster stabilization for catalysis: A critical review of ranking methods and putative stabilizers|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010854506002578|journal=Coordination Chemistry Reviews|language=en|volume=251|issue=9|pages=1075–1100|doi=10.1016/j.ccr.2006.08.016|issn=0010-8545}}</ref>1990 के दशक में, हीर और उनके सहकर्मियों ने एक अक्रिय गैस की उपस्थिति में एक परमाणु क्लस्टर स्रोत के सुपरसोनिक विस्तार को एक निर्वात में इस्तेमाल किया और परमाणु क्लस्टर बीम का उत्पादन किया।।<ref name=CM/>हीर की टीम और ब्रैक एट अल को पता चला कि निर्मित धातु नैनोक्लस्टर के कुछ द्रव्यमान स्थिर थे और जादुई क्लस्टर की तरह थे।<ref name=Brack>{{cite journal|author=Brack, M|year=1993|title=The physics of simple metal clusters: self-consistent jellium model and semiclassical approaches |journal=Rev. Mod. Phys. |volume=65|issue=3|page=677|bibcode=1993RvMP...65..677B|doi=10.1103/RevModPhys.65.677|url=https://epub.uni-regensburg.de/11981/1/3.pdf}}</ref> इन जादुई समूहों के परमाणुओं की संख्या या कोर का आकार परमाणु गोले के बंद होने से मेल खाता है। एयू25(एसआर)18, एयू38(एसआर)24, एयू102(एसआर)44 और एयू144(एसआर)60 जैसे कुछ थिओलेटेड क्लस्टर्स ने भी जादुई संख्या (भौतिकी) स्थिरता दिखाई।<ref name=W/>हक्किनन एट अल ने इस स्थिरता को एक सिद्धांत के साथ समझाया कि एक नैनोक्लस्टर स्थिर है यदि वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या परमाणु ऑर्बिटल्स के शेल क्लोजर से मेल खाती है (1S<sup>2</sup>, 1P<sup>6</sup>, 1D<sup>10</sup>, 2S<sup>2</sup> 1F<sup>14</sup>, 2P<sup>6</sup> 1G<sup>18</sup>, 2D<sup>10</sup> 3S<sup>2</sup> 1H<sup>22</sup>.......)।
सभी समूह स्थिर नहीं हैं। नैनोसमूह् की स्थिरता नैनोसमूह में परमाणुओं की संख्या, [[वैलेंस (रसायन विज्ञान)|'''संयोजकता''']] इलेक्ट्रॉन गणना और प्रावरण मंचक पर निर्भर करती है।<ref>{{Cite journal|last1=Ott|first1=Lisa Starkey|last2=Finke|first2=Richard G.|date=2007-05-01|title=Transition-metal nanocluster stabilization for catalysis: A critical review of ranking methods and putative stabilizers|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010854506002578|journal=Coordination Chemistry Reviews|language=en|volume=251|issue=9|pages=1075–1100|doi=10.1016/j.ccr.2006.08.016|issn=0010-8545}}</ref>1990 के दशक में, हीर और उनके सहकर्मियों ने एक अक्रिय गैस की उपस्थिति में एक परमाणु समूह स्रोत के सुपरसोनिक विस्तार को एक निर्वात में इस्तेमाल किया और परमाणु समूह बीम का उत्पादन किया।।<ref name=CM/> हीर की टीम और ब्रैक एट अल को पता चला कि निर्मित धातु नैनोसमूह के कुछ द्रव्यमान स्थिर थे और स्थायित्व संख्या समूह की तरह थे।<ref name=Brack>{{cite journal|author=Brack, M|year=1993|title=The physics of simple metal clusters: self-consistent jellium model and semiclassical approaches |journal=Rev. Mod. Phys. |volume=65|issue=3|page=677|bibcode=1993RvMP...65..677B|doi=10.1103/RevModPhys.65.677|url=https://epub.uni-regensburg.de/11981/1/3.pdf}}</ref> इन स्थायित्व संख्या समूहों के परमाणुओं की संख्या या अंतर्भाग का आकार परमाणु गोले के बंद होने से मेल खाता है। एयू25(एसआर)18, एयू38(एसआर)24, एयू102(एसआर)44 और एयू144(एसआर)60 जैसे कुछ थिओलेटेड समूह् ने भी '''स्थायित्व संख्या स्थिरता दिखाई है'''।<ref name=W/> हक्किनन एट अल ने इस स्थिरता को एक सिद्धांत के साथ समझाया कि '''एक नैनोसमूह स्थिर है यदि संयोजक इलेक्ट्रॉनों की संख्या परमाणु ऑर्बिटल् के आवरण संवरक से मेल खाती है''' (1S<sup>2</sup>, 1P<sup>6</sup>, 1D<sup>10</sup>, 2S<sup>2</sup> 1F<sup>14</sup>, 2P<sup>6</sup> 1G<sup>18</sup>, 2D<sup>10</sup> 3S<sup>2</sup> 1H<sup>22</sup>.......)।


== गैस-चरण क्लस्टर और फुलरीन ==
== गैस-चरण समूह और फुलरीन ==
द्रव्यमान  [[मास स्पेक्ट्रोमेट्री|द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री]] माध्यम से गैस-चरण में भी अस्थिर समूहों को देखा जा सकता है, भले ही वे ऊष्मागतिक रूप से अस्थिर हो सकते हैं और संघनन पर आसानी से एकत्रित हो सकते हैं। इस तरह के नग्न क्लस्टर, यानी जो लिगैंड्स द्वारा स्थिर नहीं होते हैं, अक्सर लेजर प्रेरित वाष्पीकरण - या पृथक - थोक धातु या धातु युक्त यौगिक द्वारा उत्पादित होते हैं। आमतौर पर, यह दृष्टिकोण आकार के वितरण का व्यापक वितरण करता है। उनकी इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं को [[फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी]] जैसी तकनीकों से पूछताछ की जा सकती है, जबकि [[इन्फ्रारेड मल्टीफ़ोटो पृथक्करण]] स्पेक्ट्रोस्कोपी,क्लस्टर ज्यामिति की अधिक जांच कर रही है।<ref>{{cite journal | title = Structure determination of isolated metal clusters via far-infrared spectroscopy |vauthors=Fielicke A, Kirilyuk A, Ratsch A, Behler J, Scheffler M, von Helden G, Meijer G | journal = [[Phys. Rev. Lett.]] | year = 2004 | volume = 93 | issue = 2 | pages = 023401 | doi = 10.1103/PhysRevLett.93.023401 | pmid=15323913 | bibcode=2004PhRvL..93b3401F| url=http://pubman.mpdl.mpg.de/pubman/item/escidoc:739325/component/escidoc:1477675/e023401.pdf | hdl = 11858/00-001M-0000-0011-0BF2-B |s2cid=20429654 | hdl-access = free }}</ref> उनके गुण (अभिक्रियाशीलता [[प्रतिक्रियाशीलता (रसायन विज्ञान)|(रसायन विज्ञान)]], [[आयनीकरण क्षमता]], [[HOMO]]-[[LUMO]]-गैप) अक्सर एक स्पष्ट आकार निर्भरता दिखाते हैं। ऐसे समूहों के कुछ उदाहरण एल्यूमीनियम क्लस्टर हैं जैसे सुपरएटम और कुछ सोने के क्लस्टर। कुछ धातु समूहों को [[धातु की सुगंध]] प्रदर्शित करने के लिए माना जाता है। कुछ मामलों में, लेज़र अपक्षरण प्रयोगों के परिणाम अलग-अलग यौगिकों में अनुवादित किए जाते हैं, और प्रमुख मामले कार्बन के समूह होते हैं जिन्हें फुलरीन कहा जाता है, विशेष रूप से सूत्र C<sub>60,</sub>C<sub>70</sub>और C<sub>84</sub>के साथ समू । फुलरीन के गोले को छोटे अणुओं से भरा जा सकता है, जिससे [[एंडोहेड्रल फुलरीन]] बनता है।
[[मास स्पेक्ट्रोमेट्री|द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री]] माध्यम से गैस-चरण में भी अस्थिर समूहों को देखा जा सकता है, भले ही वे ऊष्मागतिक रूप से अस्थिर हो सकते हैं और संघनन पर आसानी से एकत्रित हो सकते हैं। इस तरह के नग्न समूह, यानी जो लिगैंड् द्वारा स्थिर नहीं होते हैं, प्रायः लेजर प्रेरित वाष्पीकरण - या पृथक - '''स्थूल'''  धातु या धातु युक्त यौगिक द्वारा उत्पादित होते हैं। सामान्यतः, यह दृष्टिकोण आकार के वितरण का व्यापक वितरण करता है। उनकी इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं को [[फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी]] जैसी तकनीकों से पूछताछ की जा सकती है, जबकि [[इन्फ्रारेड मल्टीफ़ोटो पृथक्करण]] स्पेक्ट्रोस्कोपी,समूह ज्यामिति की अधिक जांच कर रही है।<ref>{{cite journal | title = Structure determination of isolated metal clusters via far-infrared spectroscopy |vauthors=Fielicke A, Kirilyuk A, Ratsch A, Behler J, Scheffler M, von Helden G, Meijer G | journal = [[Phys. Rev. Lett.]] | year = 2004 | volume = 93 | issue = 2 | pages = 023401 | doi = 10.1103/PhysRevLett.93.023401 | pmid=15323913 | bibcode=2004PhRvL..93b3401F| url=http://pubman.mpdl.mpg.de/pubman/item/escidoc:739325/component/escidoc:1477675/e023401.pdf | hdl = 11858/00-001M-0000-0011-0BF2-B |s2cid=20429654 | hdl-access = free }}</ref> उनके गुण (अभिक्रियाशीलता [[प्रतिक्रियाशीलता (रसायन विज्ञान)|(रसायन विज्ञान)]], [[आयनीकरण क्षमता]], [[HOMO]]-[[LUMO]]-अंतर) प्रायः एक स्पष्ट आकार निर्भरता दिखाते हैं। ऐसे समूहों के कुछ उदाहरण एल्यूमीनियम समूह सुपरपरमाणु के रूप में हैं और कुछ सोने के समूह हैं। कुछ धातु समूहों को [[धातु की सुगंध]] प्रदर्शित करने के लिए माना जाता है। कुछ कारकों में, लेज़र अपक्षरण प्रयोगों के परिणाम अलग-अलग यौगिकों में अनुवादित किए जाते हैं, और प्रमुख '''कारक''' कार्बन के समूह होते हैं जिन्हें फुलरीन कहा जाता है,जो '''विशेष रूप से सूत्र C<sub>60,</sub>C<sub>70</sub>और C<sub>84</sub>के साथ हैं'''। फुलरीन के गोले को छोटे अणुओं से भरा जा सकता है, जिससे [[एंडोहेड्रल फुलरीन]] बनता है।


== संश्लेषण और स्थिरीकरण ==
== संश्लेषण और स्थिरीकरण ==


=== ठोस अवस्था माध्यम ===
=== ठोस अवस्था माध्यम ===
वस्तुतः किसी भी तत्व के नैनोक्लस्टर बीम बनाने के लिए आणविक बीम का उपयोग किया जा सकता है। बड़े पैमाने पर चयन, पृथक्करण और विश्लेषण के लिए द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर के साथ मिलकर आणविक बीम तकनीकों के साथ उन्हें उच्च निर्वात में संश्लेषित किया जा सकता है। और यह अंत में डिटेक्टरों के साथ पता चला।<ref>{{cite journal|author=Heer, W. A|title=The physics of simple metal clusters: experimental aspects and simple models|journal=Rev. Mod. Phys.|volume=65|issue=3|page=611|year=1993|bibcode=1993RvMP...65..611D|doi=10.1103/RevModPhys.65.611}}</ref>
वस्तुतः किसी भी तत्व के नैनोसमूह बीम बनाने के लिए आणविक बीम का उपयोग किया जा सकता है। बड़े पैमाने पर चयन, पृथक्करण और विश्लेषण के लिए द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर के साथ मिलकर आणविक बीम तकनीकों के साथ उन्हें उच्च निर्वात में संश्लेषित किया जा सकता है'''। और यह अंत में संसूचक के साथ पता चला'''।<ref>{{cite journal|author=Heer, W. A|title=The physics of simple metal clusters: experimental aspects and simple models|journal=Rev. Mod. Phys.|volume=65|issue=3|page=611|year=1993|bibcode=1993RvMP...65..611D|doi=10.1103/RevModPhys.65.611}}</ref>
==== क्लस्टर स्रोत ====
==== समूह स्रोत ====
'''सीडेड सुपरसोनिक नोज़ल''' सीडेड सुपरसोनिक नोज़ल का उपयोग अधिकतर निम्न-[[क्वथनांक]] धातु के समूह बनाने के लिए किया जाता है। इस स्रोत विधि में धातु को गर्म ओवन में वाष्पित किया जाता है। धातु वाष्प को अक्रिय वाहक गैस (सीड इन) के साथ मिलाया जाता है। वाष्प मिश्रण को एक छोटे छेद के माध्यम से एक निर्वात कक्ष में बाहर निकाल दिया जाता है, जिससे सुपरसोनिक आणविक किरण उत्पन्न होती है। निर्वात में विस्तार वाष्प को ठंडा करने वाली रूद्धोष्म प्रक्रिया को आगे बढ़ाता है। ठंडी धातु वाष्प अतिसंतृप्त बन जाती है, क्लस्टर रूप में संघनित होती है।  
'''सीडेड सुपरसोनिक नोज़ल''' सीडेड सुपरसोनिक नोज़ल का उपयोग अधिकतर निम्न-[[क्वथनांक]] धातु के समूह बनाने के लिए किया जाता है। इस स्रोत विधि में धातु को गर्म ओवन में वाष्पित किया जाता है। धातु वाष्प को अक्रिय वाहक गैस (सीड इन) के साथ मिलाया जाता है। वाष्प मिश्रण को एक छोटे छेद के माध्यम से एक निर्वात कक्ष में बाहर निकाल दिया जाता है, जिससे सुपरसोनिक आणविक किरण उत्पन्न होती है। निर्वात में विस्तार वाष्प को ठंडा करने वाली रूद्धोष्म प्रक्रिया को आगे बढ़ाता है। ठंडी धातु वाष्प अतिसंतृप्त बन जाती है, समूह रूप में संघनित होती है।  


'''गैस एकत्रीकरण''' गैस एकत्रीकरण का उपयोग ज्यादातर नैनोकणों के बड़े समूहों को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है। धातु को वाष्पीकृत किया जाता है और ठंडी अक्रिय गैस के प्रवाह में प्रस्तावित किया जाता है, जिससे वाष्प अत्यधिक [[अतिसंतृप्ति|अतिसंतृप्त]] हो जाती है। अक्रिय गैस के कम तापमान के कारण, क्लस्टर उत्पादन मुख्य रूप से क्रमिक एकल-परमाणु जोड़ से आगे बढ़ता है।
'''गैस एकत्रीकरण''' गैस एकत्रीकरण का उपयोग ज्यादातर नैनोकणों के बड़े समूहों को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है। धातु को वाष्पीकृत किया जाता है और ठंडी अक्रिय गैस के प्रवाह में प्रस्तावित किया जाता है, जिससे वाष्प अत्यधिक [[अतिसंतृप्ति|अतिसंतृप्त]] हो जाती है। अक्रिय गैस के कम तापमान के कारण, समूह उत्पादन मुख्य रूप से क्रमिक एकल-परमाणु जोड़ से आगे बढ़ता है।


'''लेज़र वेपोराइज़ेशन''' लेज़र वेपोराइज़ेशन स्रोत का उपयोग विभिन्न आकार और ध्रुवता के क्लस्टर बनाने के लिए किया जा सकता है। [[स्पंदित लेजर]] का उपयोग लक्ष्य धातु की छड़ को वाष्पीकृत करने के लिए किया जाता है और छड़ को सर्पिल में घुमाया जाता है ताकि हर बार एक ताजा क्षेत्र वाष्पित हो सके। वाष्पित धातु वाष्प को ठंडी हीलियम गैस का उपयोग करके ठंडा किया जाता है, जिससे क्लस्टर का निर्माण होता है।
'''लेज़र वाष्पीकरण''' लेज़र वाष्पीकरण स्रोत का उपयोग विभिन्न आकार और ध्रुवता के समूह बनाने के लिए किया जा सकता है। [[स्पंदित लेजर]] का उपयोग लक्ष्य धातु की छड़ को वाष्पीकृत करने के लिए किया जाता है और छड़ को सर्पिलाकार में घुमाया जाता है ताकि हर बार एक ताजा क्षेत्र वाष्पित हो सके। वाष्पित धातु वाष्प को ठंडी हीलियम गैस का उपयोग करके ठंडा किया जाता है, जिससे समूह का निर्माण होता है।


'''स्पंदित चाप क्लस्टर आयन''' यह लेजर वाष्पीकरण के समान है, लेकिन लक्ष्य धातु को वाष्पित करने के लिए एक तीव्र विद्युत निर्वहन का उपयोग किया जाता है।
'''स्पंदित चाप समूह आयन''' यह लेजर वाष्पीकरण के समान है, लेकिन लक्ष्य धातु को वाष्पित करने के लिए एक तीव्र विद्युत निर्वहन का उपयोग किया जाता है।


'''आयन स्पटरिंग''' आयन स्पटरिंग स्रोत धातुओं के छोटे एकल आयनित क्लस्टर की एक तीव्र निरंतर किरण उत्पन्न करता है। उच्च ऊर्जावान अक्रिय गैस (क्रिप्टन और जीनॉन) आयनों के साथ सतह पर बमबारी करके क्लस्टर आयन बीम का उत्पादन किया जाता है। क्लस्टर उत्पादन प्रक्रिया अभी भी पूरी तरह से समझ में नहीं आई है।
'''आयन स्पटरिंग''' आयन स्पटरिंग स्रोत धातुओं के छोटे एकल आयनित समूह की एक तीव्र निरंतर किरण उत्पन्न करता है। उच्च ऊर्जावान अक्रिय गैस (क्रिप्टन और जीनॉन) आयनों के साथ सतह पर बमबारी करके समूह आयन बीम का उत्पादन किया जाता है। समूह उत्पादन प्रक्रिया अभी भी पूरी तरह से समझ में नहीं आई है।


'''द्रव-धातु आयन''' द्रव-धातु आयन स्रोत में जांच की जाने वाली धातु से एक सुई को गीला किया जाता है। धातु को गलनांक से ऊपर गर्म किया जाता है और एक विभवांतर लगाया जाता है। सुई की नोक पर एक बहुत ही उच्च विद्युत क्षेत्र नोक से निकलने वाली छोटी बूंदों के एक फुहार का कारण बनता है। प्रारंभ में बहुत गर्म और अक्सर बहुगुणित आयनित बूंदें बाष्पीकरणीय शीतलन और छोटे समूहों में विखंडन से गुजरती हैं।
'''द्रव-धातु आयन''' द्रव-धातु आयन स्रोत में जांच की जाने वाली धातु से एक सुई को गीला किया जाता है। धातु को गलनांक से ऊपर गर्म किया जाता है और एक विभवांतर लगाया जाता है। सुई की नोक पर एक बहुत ही उच्च विद्युत क्षेत्र नोक से निकलने वाली छोटी बूंदों के एक फुहार का कारण बनता है। प्रारंभ में बहुत गर्म और प्रायः बहुगुणित आयनित बूंदें बाष्पीकरणीय शीतलन और छोटे समूहों में विखंडन से गुजरती हैं।


==== द्रव्यमान विश्लेषक ====
==== द्रव्यमान विश्लेषक ====


'''वीन फिल्टर''' वीन फिल्टर में द्रव्यमान पृथक्करण आयनित क्लस्टर बीम के लंबवत सजातीय विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के साथ किया जाता है। द्रव्यमान M,आवेश Q,और v के साथ चार्ज किए गए क्लस्टर पर शुद्ध बल E = Bv/c गायब हो जाता है। क्लस्टर आयनों को [[वोल्टेज]] V द्वारा ऊर्जा QV में त्वरित किया जाता है। फ़िल्टर से गुजरते हुए, M/Q = 2V/(Ec/B) वाले क्लस्टर अविचलित होते हैं। अविचलित क्लस्टर आयनों को उचित रूप से स्थित कोलिमेटरों के साथ चुना जाता है।
'''वीन फिल्टर''' में द्रव्यमान पृथक्करण आयनित समूह बीम के लंबवत सजातीय विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के साथ किया जाता है। द्रव्यमान M,आवेश Q,और v के साथ आवेशित किए गए समूह पर शुद्ध बल E = Bv/c '''गायब''' हो जाता है। समूह आयनों को [[वोल्टेज]] V द्वारा ऊर्जा QV में त्वरित किया जाता है। फ़िल्टर से गुजरते हुए, M/Q = 2V/(Ec/B) वाले समूह अविचलित होते हैं। अविचलित समूह आयनों को उचित रूप से स्थित कोलिमेटरों के साथ चुना जाता है।


[[चतुष्कोणीय द्रव्यमान विश्लेषक|'''चतुष्कोणीय द्रव्यमान विश्लेषक''']] [[चतुष्कोणीय द्रव्यमान विश्लेषक]] इस सिद्धांत पर काम करता है कि दो [[आयाम|आयामी]] चौगुने क्षेत्र में आयन [[प्रक्षेपवक्र]] स्थिर होते हैं यदि क्षेत्र में डीसी घटक पर उचित आयाम और [[आवृत्ति]] के साथ एक एसी घटक लगाया जाता है। यह उनके [[मास-टू-चार्ज अनुपात|द्रव्यमान-आवेश अनुपात]] के आधार पर नमूना आयनों को फ़िल्टर करने के लिए ज़िम्मेदार है।
[[चतुष्कोणीय द्रव्यमान विश्लेषक|'''चतुष्कोणीय द्रव्यमान विश्लेषक''']] [[चतुष्कोणीय द्रव्यमान विश्लेषक]] इस सिद्धांत पर काम करता है कि दो [[आयाम|आयामी]] चौगुने क्षेत्र में आयन [[प्रक्षेपवक्र]] स्थिर होते हैं यदि क्षेत्र में डीसी घटक पर उचित आयाम और [[आवृत्ति]] के साथ एक एसी घटक लगाया जाता है। यह उनके [[मास-टू-चार्ज अनुपात|द्रव्यमान-आवेश अनुपात]] के आधार पर नमूना आयनों को फ़िल्टर करने के लिए ज़िम्मेदार है।


'''उड्डयन द्रव्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपी का समय''' उड्डयन द्रव्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपी का समय में एक आयन गन,  एक फील्ड-फ्री ड्रिफ्ट स्पेस और एक आयन क्लस्टर स्रोत होता है। तटस्थ क्लस्टर आयनित होते हैं, आमतौर पर स्पंदित लेजर या [[इलेक्ट्रॉन बीम प्रसंस्करण]] का उपयोग करते हैं। आयन गन उन आयनों को गति देती है जो फील्ड-फ्री ड्रिफ्ट स्पेस ( उड्डयन ट्यूब) से गुजरते हैं और अंततः आयन डिटेक्टर से टकराते हैं। आमतौर पर एक दोलन दर्शी यंत्र आयनों के आगमन के समय को रिकॉर्ड करता है। [[द्रव्यमान]] की गणना उड़ान के माप समय से की जाती है।
'''उड्डयन द्रव्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपी का समय''' उड्डयन द्रव्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपी का समय में एक आयन गन,  एक फील्ड-फ्री ड्रिफ्ट स्पेस और एक आयन समूह स्रोत होता है। तटस्थ समूह आयनित होते हैं, सामान्यतः स्पंदित लेजर या [[इलेक्ट्रॉन बीम प्रसंस्करण]] का उपयोग करते हैं। आयन गन उन आयनों को गति देती है जो फील्ड-फ्री ड्रिफ्ट स्पेस ( उड्डयन ट्यूब) से गुजरते हैं और अंततः आयन संसूचक से टकराते हैं। सामान्यतः एक दोलन दर्शी यंत्र आयनों के आगमन के समय को रिकॉर्ड करता है। [[द्रव्यमान]] की गणना उड़ान के माप समय से की जाती है।


'''आणविक बीम क्रोमैटोग्राफी''' इस पद्धति में, एक लेजर वाष्पीकृत क्लस्टर स्रोत में उत्पादित क्लस्टर आयनों को बड़े पैमाने पर चुना जाता है और प्रवेश और निकास एपर्चर के साथ एक लंबी निष्क्रिय-गैस-भरी ड्रिफ्ट ट्यूब में प्रस्तावित किया जाता है। चूंकि क्लस्टर गतिशीलता अक्रिय गैस के साथ टकराव की दर पर निर्भर करती है , वे क्लस्टर की आकृति और माप के प्रति संवेदनशील होते हैं।
'''आणविक बीम क्रोमैटोग्राफी''' इस पद्धति में, एक लेजर वाष्पीकृत समूह स्रोत में उत्पादित समूह आयनों को बड़े पैमाने पर चुना जाता है और प्रवेश और निकास एपर्चर के साथ एक लंबी निष्क्रिय-गैस-भरी ड्रिफ्ट ट्यूब में प्रस्तावित किया जाता है। चूंकि समूह गतिशीलता अक्रिय गैस के साथ टकराव की दर पर निर्भर करती है, वे समूह की आकृति और माप के प्रति संवेदनशील होते हैं।


=== जलीय माध्यम ===
=== जलीय माध्यम ===
सामान्य तौर पर, एक जलीय माध्यम में धातु नैनोकल को दो चरणों में संश्लेषित किया जाता है धातु आयनों की शून्य-वैलेंट स्थिति में अपचयन और नैनोक्लस्टर्स का स्थिरीकरण। स्थिरीकरण के बिना, धातु नैनोकल एक दूसरे के साथ दृढ़ता से परस्पर क्रिया करेंगे और बड़े कणों को बनाने के लिए अपरिवर्तनीय रूप से एकत्रित होंगे।
सामान्य तौर पर, एक जलीय माध्यम में धातु नैनोसमूह  को दो चरणों में संश्लेषित किया जाता है धातु आयनों की शून्य-संयोजी स्थिति में अपचयन और '''नैनोसमूह्''' का स्थिरीकरण। स्थिरीकरण के बिना, धातु नैनोसमूह एक दूसरे के साथ दृढ़ता से परस्पर क्रिया करेंगे और बड़े कणों को बनाने के लिए अपरिवर्तनीय रूप से एकत्रित होंगे।


==== अपचयन ====
==== अपचयन ====
चांदी के आयन को शून्य-वैलेंट चांदी के परमाणुओं में कम करने के लिए कई तरीके बताए गए हैं:
चांदी के आयन को शून्य-संयोजी चांदी के परमाणुओं में अपचयित करने के लिए कई तरीके बताए गए हैं:
 
*'''रासायनिक अपचयन'''  रासायनिक अपचायक चांदी के आयनों को चांदी के नैनोक्लस्टर में अपचयित कर सकते हैं। रासायनिक अपचायक के कुछ उदाहरण हैं [[सोडियम बोरोहाइड्राइड]] (NaBH<sub>4</sub>) और [[सोडियम हाइपोफॉस्फाइट]] (NaPO<sub>2</sub>H<sub>2</sub>). उदाहरण के लिए, डिक्सन और उनकी शोध टीम ने सोडियम बोरोहाइड्राइड का उपयोग करके डीएनए में चांदी के नैनोक्लस्टर्स को संश्लेषित किया है।<ref name=l4>{{cite journal|author1=Petty, J. T.|author2=Story, S. P.|author3=Hsiang, J. C.|author4=Dickson, R. |year=2013|title=DNA-Templated Molecular Silver Fluorophores |journal=Journal of Physical Chemistry Letters |volume=4|issue=7|pages=1148–1155 |doi=10.1021/jz4000142|pmid=23745165|pmc=3670773}}</ref><ref name=chk/>
* '''विद्युत रासायनिक अपचयन''' डोडेकेनेथिओल [डी] और टेट्राब्यूटाइलमोनियम जैसे स्थिर एजेंटों की उपस्थिति में अपचायक का उपयोग करके चांदी के नैनोक्लस्टर्स को विद्युत रासायनिक रूप से अपचयित किया जा सकता है। [17]
*'''फोटोअपचयन'''  सिल्वर नैनोक्लस्टर्स को पराबैंगनी प्रकाश, दृश्य या अवरक्त प्रकाश का उपयोग करके उत्पादित किया जा सकता है।फोटोअपचयन प्रक्रिया के कई फायदे हैं जैसे कि अशुद्धियों की शुरूआत से बचना, तेजी से संश्लेषण और नियंत्रित अपचयन । उदाहरण के लिए डियाज़ और उनके सहकर्मियों ने पीएमएए बहुलक की उपस्थिति में चांदी के आयनों को नैनोक्लस्टर में कम करने के लिए दृश्य प्रकाश का उपयोग किया है। कुंवर एट अल ने अवरक्त लाइट का उपयोग करके सिल्वर नैनोक्लस्टर्स का उत्पादन किया।<ref name="SR" /><ref name="nanoscale" />
*'''अन्य अपचयन  के तरीके''' गामा किरणों, [[माइक्रोवेव|माइक्रोकिरणों]] या [[अल्ट्रासाउंड]] के साथ चांदी के आयनों को अपचयित करके चांदी के नैनोक्लस्टर भी बनते हैं। उदाहरण के लिए जलीय घोलों में गामा अपचयन तकनीक द्वारा निर्मित चांदी के नैनोक्लस्टर्स जिनमें सोडियम पॉलीएक्रिलेट या आंशिक रूप से कार्बोक्सिलेटेड पॉलीएक्रिलामाइड या ग्लूटेरिक एसिड होते हैं।  लिन्जा ली ने माइक्रोकिरणों को विकिरणित करके पीएमएए में फ्लोरोसेंट सिल्वर नैनोक्लस्टर्स तैयार किए, जिनमें आमतौर पर लाल रंग का उत्सर्जन होता है। इसी तरह सुस्लीक एट अल ने पीएमएए  पॉलिमर की उपस्थिति में उच्च अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके चांदी के नैनोक्लस्टर्स को संश्लेषित किया है।<ref name="nanoscale" /><ref name="xu" />
 


*'''रासायनिक अपचयन'''  रासायनिक अपचायक चांदी के आयनों को चांदी के नैनोसमूह में अपचयित कर सकते हैं। रासायनिक अपचायक के कुछ उदाहरण हैं [[सोडियम बोरोहाइड्राइड]] (NaBH<sub>4</sub>) और [[सोडियम हाइपोफॉस्फाइट]] (NaPO<sub>2</sub>H<sub>2</sub>.H<sub>2</sub>O) उदाहरण के लिए, डिक्सन और उनकी शोध टीम ने सोडियम बोरोहाइड्राइड का उपयोग करके डीएनए में चांदी के नैनोसमूह् को संश्लेषित किया है।<ref name=l4>{{cite journal|author1=Petty, J. T.|author2=Story, S. P.|author3=Hsiang, J. C.|author4=Dickson, R. |year=2013|title=DNA-Templated Molecular Silver Fluorophores |journal=Journal of Physical Chemistry Letters |volume=4|issue=7|pages=1148–1155 |doi=10.1021/jz4000142|pmid=23745165|pmc=3670773}}</ref><ref name=chk/>
* '''विद्युत रासायनिक अपचयन''' डोडेकेनेथिओल [डी] और टेट्राब्यूटाइलमोनियम जैसे स्थिर एजेंटों की उपस्थिति में अपचायक का उपयोग करके चांदी के नैनोसमूह् को विद्युत रासायनिक रूप से अपचयित किया जा सकता है। [17]
*'''फोटोअपचयन''' चांदी के नैनोसमूह् को पराबैंगनी प्रकाश, दृश्य या अवरक्त प्रकाश का उपयोग करके उत्पादित किया जा सकता है। फोटो अपचयन प्रक्रिया के अशुद्धियों की शुरूआत से बचना, '''तेजी से संश्लेषण और नियंत्रित अपचयन''' जैसे कई फायदे हैं । उदाहरण के लिए डियाज़ और उनके सहकर्मियों ने पीएमएए बहुलक की उपस्थिति में चांदी के आयनों को नैनोसमूह में अपचयित करने के लिए दृश्य प्रकाश का उपयोग किया है। कुंवर एट अल ने अवरक्त लाइट का उपयोग करके चांदी के नैनोसमूह् का उत्पादन किया।<ref name="SR" /><ref name="nanoscale" />
*'''अन्य अपचयन के तरीके''' गामा किरणों, [[माइक्रोवेव|माइक्रोकिरणों]] या [[अल्ट्रासाउंड]] के साथ चांदी के आयनों को अपचयित करके चांदी के नैनोसमूह भी बनते हैं। उदाहरण के लिए जलीय घोलों में गामा अपचयन तकनीक द्वारा निर्मित चांदी के नैनोसमूह् जिनमें सोडियम पॉलीएक्रिलेट या आंशिक रूप से कार्बोक्सिलेटेड पॉलीएक्रिलामाइड या ग्लूटेरिक '''अम्ल''' होते हैं। लिन्जा ली ने माइक्रोकिरणों को विकिरणित करके पीएमएए में प्रतिदीप्तचांदी के नैनोसमूह् तैयार किए, जिनमें सामान्यतः लाल रंग का उत्सर्जन होता है। इसी तरह सुस्लीक एट अल ने पीएमएए बहुलक की उपस्थिति में उच्च अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके चांदी के नैनोसमूह् को संश्लेषित किया है।<ref name="nanoscale" /><ref name="xu" />
==== स्थिरीकरण ====
==== स्थिरीकरण ====
क्रायोजेनिक गैस अणुओं का उपयोग ठोस अवस्था में नैनोकलस्टर संश्लेषण के लिए चबूतरे  के रूप में किया जाता है।<ref name=NT/>जलीय माध्यम में नैनोक्लस्टर्स को स्थिर करने के दो सामान्य तरीके हैं:स्थिर वैद्युत (चार्ज, या अकार्बनिक) स्थिरीकरण औरत्रिविमी[[स्टेरिक प्रभाव|प्रभाव]] (कार्बनिक) स्थिरीकरण। स्थिर वैद्युत स्थिरीकरण अक्सर-[[इलेक्ट्रोफाइल]] धातु की सतह पर आयनों के सोखने से होता है, जो एक [[विद्युत दोहरी परत]] बनाता है। इस प्रकार, अलग-अलग कणों के बीच यह [[कूलम्ब प्रतिकर्षण]] बल उन्हें ढेर के बिना स्वतंत्र रूप से बहने की अनुमति नहीं देगा। जबकि दूसरी ओर त्रिविमीस्थिरीकरण में, धातु केंद्र त्रिविमीरूप से थोक सामग्री की परतों से घिरा होता है। ये बड़े [[adsorbate|अधिशोषक]] एक त्रिविम अवरोध प्रदान करते हैं जो धातु कण केंद्रों के निकट संपर्क को रोकता है।<ref name=nanoscale/>
क्रायोजेनिक गैस अणुओं का उपयोग ठोस अवस्था में नैनोकलस्टर संश्लेषण के लिए '''ढाँचे''' के रूप में किया जाता है।<ref name=NT/> जलीय माध्यम में नैनोसमूह् को स्थिर करने के दो सामान्य तरीके हैं: स्थिर वैद्युत (आवेशित, या अकार्बनिक) स्थिरीकरण और त्रिविमी[[स्टेरिक प्रभाव|प्रभाव]] (कार्बनिक) स्थिरीकरण। स्थिर वैद्युत स्थिरीकरण प्रायः-[[इलेक्ट्रोफाइल]] धातु की सतह पर आयनों के '''सोखने''' से होता है, जो एक [[विद्युत दोहरी परत|विद्युत की दोहरी परत]] बनाता है। इस प्रकार, अलग-अलग कणों के बीच यह [[कूलम्ब प्रतिकर्षण]] बल उन्हें '''समूह''' के बिना स्वतंत्र रूप से बहने की अनुमति नहीं देगा। जबकि दूसरी ओर त्रिविमीस्थिरीकरण में, धातु केंद्र त्रिविमीरूप से स्थूल सामग्री की परतों से घिरा होता है। ये बड़े [[adsorbate|अधिशोषक]] एक त्रिविम अवरोध प्रदान करते हैं जो धातु कण केंद्रों के निकट संपर्क को रोकता है।<ref name=nanoscale/>


'''थिओल्स''' थिओल्स और सोने और चांदी के बीच मजबूत परस्पर क्रिया के कारण थिओल युक्त छोटे अणु धातु नैनोकणों के संश्लेषण में सबसे अधिक अपनाए जाने वाले स्थिरक हैं। ग्लूटाथियोन को सोडियम बोरोहाइड्राइड (NaBH4) के साथ ग्लूटाथियोन की उपस्थिति में Au<sup>3+</sup> को कम करके दृश्यमान चमक के साथ सोने के नैनोक्लस्टर को संश्लेषित करने के लिए एक उत्कृष्ट स्थिरक के रूप में दिखाया गया है। इसके अलावा अन्य थियोल जैसे कि [[टियोप्रोन का]], फेनिलथाइलथिओलेट, थियोलेट α-साइक्लोडेक्सट्रिन और 3-मर्कैप्टोप्रोपियोनिक एसिड और बिडेंटेट [[डायहाइड्रोलिपोइक एसिड]] अन्य थिओलेटेड यौगिक हैं जिनका उपयोग वर्तमान में धातु नैनोक्लस्टर के संश्लेषण में किया जा रहा है। आकार के साथ-साथ नैनोक्लस्टर की ल्यूमिनेसेंस दक्षता थिओल-धातु  मोल अनुपात पर संवेदनशील रूप से निर्भर करती है। अनुपात जितना अधिक होगा, नैनोक्लस्टर उतने ही छोटे होंगे। थियोल-स्थिकृत नैनोक्लस्टर्स को मजबूत और साथ ही हल्के अपचायक का उपयोग करके उत्पादित किया जा सकता है। थिओल्ड मेटल नैनोक्लस्टर्स ज्यादातर मजबूत अपचायक सोडियम बोरोहाइड्राइड (NaBH4) का उपयोग करके उत्पादित किए जाते हैं। | हल्के अपचायक टेट्राकिस (हाइड्रॉक्सीमिथाइल) फॉस्फोनियम (टीएचपीसी) का उपयोग करके सोने के नैनोक्लस्टर संश्लेषण भी प्राप्त किया जा सकता है। यहां स्टेबलाइज़र के रूप में एक ज़्विटरियोनिक थियोलेट लिगैंड, डी-[[पेनिसिलमाइन]] (डीपीए) का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, थिओल्स के साथ बड़े नैनोकणों को  रासायनिक उत्कीर्णन करके नैनोक्लस्टर्स का उत्पादन किया जा सकता है। अन्य कैपिंग एजेंटों द्वारा स्थिर किए गए बड़े नैनोकणों को उकेरने के लिए थिओल्स का उपयोग किया जा सकता है।
'''थिओल्स''' थिओल्स और सोने और चांदी के बीच परस्पर क्रिया के कारण थिओल युक्त छोटे अणु धातु नैनोकणों के संश्लेषण में सबसे अधिक अपनाए जाने वाले स्थिरक हैं। ग्लूटाथियोन को सोडियम बोरोहाइड्राइड (NaBH4) के साथ ग्लूटाथियोन की उपस्थिति में Au<sup>3+</sup> को अपचयित करके दृश्यमान चमक के साथ सोने के नैनोसमूह को संश्लेषित करने के लिए एक उत्कृष्ट स्थिरक के रूप में दिखाया गया है। इसके अलावा अन्य थियोल जैसे कि [[Index.php?title= टियोप्रोनिन|टियोप्रोनिन]], फेनिलथाइलथिओलेट, थियोलेट α-साइक्लोडेक्सट्रिन और 3-मर्कैप्टोप्रोपियोनिक अम्ल और द्विदंती [[डायहाइड्रोलिपोइक एसिड|डायहाइड्रोलिपोइक अम्ल]] अन्य थिओलेटेड यौगिक हैं जिनका उपयोग वर्तमान में धातु नैनोसमूह के संश्लेषण में किया जा रहा है। आकार के साथ-साथ नैनोसमूह की ल्यूमिनेसेंस दक्षता थिओल-धातु  मोल अनुपात पर संवेदनशील रूप से निर्भर करती है। अनुपात जितना अधिक होगा, नैनोसमूह उतने ही छोटे होंगे। थियोल-स्थिकृत नैनोसमूह् को मजबूत और साथ ही हल्के अपचायक का उपयोग करके उत्पादित किया जा सकता है। थिओल्ड धातुनैनोसमूह् ज्यादातर मजबूत अपचायक सोडियम बोरोहाइड्राइड (NaBH4) का उपयोग करके उत्पादित किए जाते हैं। | हल्के अपचायक टेट्राकिस (हाइड्रॉक्सीमिथाइल) फॉस्फोनियम (टीएचपीसी) का उपयोग करके सोने के नैनोसमूह संश्लेषण भी प्राप्त किया जा सकता है। यहां स्थिरक के रूप में एक ज़्विटरियोनिक थियोलेट लिगैंड, डी-[[पेनिसिलमाइन]] (डीपीए) का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, थिओल्स के साथ बड़े नैनोकणों को  रासायनिक उत्कीर्णन करके नैनोसमूह् का उत्पादन किया जा सकता है। अन्य कैपिंग एजेंटों द्वारा स्थिर किए गए बड़े नैनोकणों को उकेरने के लिए थिओल्स का उपयोग किया जा सकता है।
  {{wikt|mercaptoundecanoic acid|microgel}}
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'''डेंड्रिमर्स''' डेंड्रिमर्स का उपयोग नैनोक्लस्टर्स को संश्लेषित करने के लिए नमूने के रूप में किया जाता है। पॉली (एमिडोअमाइन) डेंड्रिमर (PAMAM) में सन्निहित सोने के नैनोक्लस्टर्स को सफलतापूर्वक संश्लेषित किया गया है। PAMAM विभिन्न पीढ़ियों के साथ बार-बार शाखित अणु होते हैं। नैनोक्लस्टर्स के प्रतिदीप्ति गुण संश्लेषण के लिए नमूने के रूप में उपयोग किए जाने वाले डेंड्रिमर्स के प्रकारों पर संवेदनशील रूप से निर्भर हैं। अलग-अलग टेम्प्लेट में सन्निहित मेटल नैनोक्लस्टर्स विभिन्न [[तरंग दैर्ध्य]] पर अधिकतम उत्सर्जन दिखाते हैं। प्रतिदीप्ति संपत्ति में परिवर्तन मुख्य रूप से कोलाइडल गोल्ड #सिंथेसिस द्वारा सतह संशोधन के कारण होता है। हालांकि PAMAM में सन्निहित सोने के नैनोकल नीले-उत्सर्जक होते हैं, लेकिन [[स्पेक्ट्रम]] को [[पराबैंगनी]] से [[निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी]] | निकट-अवरक्त (NIR) क्षेत्र और सापेक्ष PAMAM/सोने की सघनता और डेंड्रिमर पीढ़ी को विविध किया जा सकता है। तैयार किए गए छोटे सोने के नैनोकणों के समाधान में मर्कैप्टौंडेकेनोइक एसिड (Mयूए) जोड़कर हरे-उत्सर्जक सोने के नैनोकल को संश्लेषित किया जा सकता है। हौसले से कम किए गए [[लिपोइक एसिड]] (डीएचएलए) सोने के नैनोकल (एयू @ डीएचएलए) के अलावा लाल उत्सर्जक [[फ्लोरोफोरस]] बन जाते हैं।<ref name=nanoscale/><ref name=ARPC/>
'''डेंड्रिमर्स''' डेंड्रिमर्स का उपयोग नैनोसमूह् को संश्लेषित करने के लिए नमूने के रूप में किया जाता है। पॉली (एमिडोअमाइन) डेंड्रिमर (PAMAM) में सन्निहित सोने के नैनोसमूह् को सफलतापूर्वक संश्लेषित किया गया है। PAMAM विभिन्न पीढ़ियों के साथ बार-बार शाखित अणु होते हैं। नैनोसमूह् के प्रतिदीप्ति गुण संश्लेषण के लिए नमूने के रूप में उपयोग किए जाने वाले डेंड्रिमर्स के प्रकारों पर संवेदनशील रूप से निर्भर हैं। अलग-अलग टेम्प्लेट में सन्निहित धातुनैनोसमूह् विभिन्न [[तरंग दैर्ध्य]] पर अधिकतम उत्सर्जन दिखाते हैं। प्रतिदीप्ति संपत्ति में परिवर्तन मुख्य रूप से कैपिंग एजेंटों द्वारा सतह संशोधन के कारण होता है। सामान्यतः PAMAM में सन्निहित सोने के नैनोसमूह् नीले-उत्सर्जक होते हैं, लेकिन [[स्पेक्ट्रम]] को [[पराबैंगनी]] से निकट-अवरक्त (NIR) क्षेत्र में ट्यून किया जा सकता है और सापेक्ष PAMAM सोने की सघनता और डेंड्रिमर पीढ़ी को विविध किया जा सकता है। तैयार किए गए छोटे सोने के नैनोसमूह् के विलयन में मर्कैप्टौंडेकेनोइक अम्ल (Mयूए) को जोड़कर हरे-उत्सर्जक सोने के नैनोसमूह् को संश्लेषित किया जा सकता है। नवीन अपचयित किए गए [[लिपोइक एसिड|लिपोइक अम्ल]] (डीएचएलए) सोने के नैनोसमूह् (एयू @ डीएचएलए) के अलावा लाल उत्सर्जक [[फ्लोरोफोरस]] बन जाते हैं।<ref name=nanoscale/><ref name=ARPC/>


[[पॉलीमर]]प्रचुर मात्रा में [[कार्बोज़ाइलिक तेजाब]] समूहों वाले पॉलिमर की पहचान अत्यधिक फ्लोरोसेंट, पानी में घुलनशील चांदी के नैनोक्लस्टर्स को संश्लेषित करने के लिए आशाजनक नमूने के रूप में की गई थी। फ्लोरोसेंट सिल्वर नैनोक्लस्टर्स को पॉली (मेथैक्रेलिक एसिड), पॉली के माइक्रोजेल (N-isopropylacrylamide-acrylic acid-2-hydroxyethyl acrylate) पॉलीग्लिसरॉल-ब्लॉक-पॉली ([[एक्रिलिक एसिड]]) [[copolymer]] [[पॉलीइलेक्ट्रोलाइट]], पॉली ([[पाली (मेथैक्रेलिक एसिड)]]) (PMAA) पर सफलतापूर्वक संश्लेषित किया गया है। वगैरह।<ref name=JPC/>गोल्ड नैनोक्लस्टर्स को [[पॉलीएथिलएमीन|पॉलीएथिलMीन]] (पीईआई) और [[polyvinylpyrrolidone]] | पॉली (एन-विनाइलपीरोलिडोन) (पीवीपी) नमूने के साथ संश्लेषित किया गया है। लीनियर [[पॉलीएक्रिलेट्स]], पॉली (मेथैक्रेलिक एसिड), फोटोरिडक्शन द्वारा पानी के घोल में सिल्वर नैनोक्लस्टर तैयार करने के लिए एक उत्कृष्ट चबूतरे  के रूप में कार्य करते हैं। पॉली (मेथैक्रेलिक एसिड) -स्थिर नैनोकल में उत्कृष्ट उच्च क्वांटम उपज होती है और इसे अन्य चबूतरे या सॉल्वैंट्स में स्थानांतरित किया जा सकता है और स्थानीय पर्यावरण को समझ सकता है।<ref name=SR/><ref name=nanoscale/><ref name=ARPC/><ref name=W/><ref name=NT/><ref>{{cite journal|author1=Kunwar, P|author2=Turquet, L|author3=Hassinen, J|author4=Ras, R. H. A| author5=Toivonen, J|author6=Bautista, G|year=2016|title=Holographic patterning of fluorescent microstructures comprising silver nanoclusters|journal= Optical Materials Express|volume=6|issue=3|pages=946–951|doi=10.1364/ome.6.000946|url=https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/30968|bibcode=2016OMExp...6..946K|doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal|author1=Bellec, M|author2=Royon, A|author3=Bourhis, K|author4=Choi, J |author5=Bousquet, B|author6=Treguer, M|author7=Cardinal, T|author8=Videau, J. J|author9=Richardson, M|author10=Canioni, L|year=2010|title=3D Patterning at the Nanoscale of Fluorescent Emitters in Glass|journal=Journal of Physical Chemistry|volume=C 114|issue=37|pages=15584–15588|doi=10.1021/jp104049e}}</ref>
[[पॉलीमर|'''बहुलक''']] प्रचुर मात्रा में [[कार्बोज़ाइलिक तेजाब|कार्बोज़ाइलिक अम्ल]] समूहों वाले बहुलक की पहचान अत्यधिक प्रतिदीप्त, पानी में घुलनशील चांदी के नैनोसमूह् को संश्लेषित करने के लिए आशाजनक नमूने के रूप में की गई थी। प्रतिदीप्त चांदी के नैनोसमूह् को पॉली (मेथैक्रेलिक अम्ल), पॉली के माइक्रोजेल (N-आइसोप्रोपाइलऐक्रिलामाइड-एक्रिलिक अम्ल-2-हाइड्रॉक्सीएथाइल) पॉलीग्लिसरॉल-ब्लॉक-पॉली ([[एक्रिलिक एसिड|एक्रिलिक अम्ल]]) सहबहुलक [[पॉलीइलेक्ट्रोलाइट]], पॉली ([[पाली (मेथैक्रेलिक एसिड)|पाली (मेथैक्रेलिक अम्ल)]]) (PMAA) पर सफलतापूर्वक संश्लेषित किया गया है।<ref name=JPC/> सोने के नैनोसमूह् को [[पॉलीएथिलएमीन|पॉलीइथाइलीनिमाइन]] (पीईआई) और पॉली (एन-विनाइलपीरोलिडोन) (पीवीपी) नमूने के साथ संश्लेषित किया गया है। रेखीय [[पॉलीएक्रिलेट्स]], पॉली (मेथैक्रेलिक अम्ल), फोटो अपचयन द्वारा पानी के घोल में चांदी के नैनोसमूह तैयार करने के लिए एक उत्कृष्ट '''ढाँचे''' के रूप में कार्य करते हैं। पॉली (मेथैक्रेलिक अम्ल) -स्थिर नैनोकल में उत्कृष्ट उच्च क्वांटम उपज होती है और इसे अन्य '''ढाँचे''' या '''विलायक''' में स्थानांतरित किया जा सकता है और स्थानीय पर्यावरण को समझ सकता है।<ref name=SR/><ref name=nanoscale/><ref name=ARPC/><ref name=W/><ref name=NT/><ref>{{cite journal|author1=Kunwar, P|author2=Turquet, L|author3=Hassinen, J|author4=Ras, R. H. A| author5=Toivonen, J|author6=Bautista, G|year=2016|title=Holographic patterning of fluorescent microstructures comprising silver nanoclusters|journal= Optical Materials Express|volume=6|issue=3|pages=946–951|doi=10.1364/ome.6.000946|url=https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/30968|bibcode=2016OMExp...6..946K|doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal|author1=Bellec, M|author2=Royon, A|author3=Bourhis, K|author4=Choi, J |author5=Bousquet, B|author6=Treguer, M|author7=Cardinal, T|author8=Videau, J. J|author9=Richardson, M|author10=Canioni, L|year=2010|title=3D Patterning at the Nanoscale of Fluorescent Emitters in Glass|journal=Journal of Physical Chemistry|volume=C 114|issue=37|pages=15584–15588|doi=10.1021/jp104049e}}</ref>
डीएनए, [[प्रोटीन]] और [[पेप्टाइड]]्स। धातु नैनोक्लस्टर्स को संश्लेषित करने के लिए डीएनए [[oligonucleotide]] अच्छे नमूने हैं। सिल्वर आयन एकल-फंसे डीएनए में [[साइटोसिन]] बेस के लिए एक उच्च संबंध रखते हैं जो डीएनए को छोटे चांदी के नैनोक्लस्टर्स को संश्लेषित करने के लिए एक आशाजनक उम्मीदवार बनाता है। लूप में साइटोसिन की संख्या Ag NC की स्थिरता और प्रतिदीप्ति को ट्यून कर सकती है। अत्यधिक फ्लोरोसेंट धातु नैनोकल को संश्लेषित करने के लिए पेप्टाइड्स और प्रोटीन जैसे जैविक [[मैक्रो मोलेक्यूल]]्स का उपयोग नमूने के रूप में भी किया गया है। छोटे पेप्टाइड्स की तुलना में, बड़े और जटिल प्रोटीनों में प्रचुर मात्रा में बाध्यकारी साइटें होती हैं जो संभावित रूप से धातु के आयनों को बांध सकती हैं और कम कर सकती हैं, इस प्रकार छोटे धातु नैनोकल के नमूने-संचालित गठन के लिए बेहतर चबूतरे  प्रदान करती हैं। साथ ही [[एंजाइम]]ों के उत्प्रेरक कार्य को बहु-कार्यात्मक नैनोप्रोब्स के निर्माण को संभव बनाने के लिए एक क्लस्टर में धातु नैनोक्लस्टर्स की प्रतिदीप्ति संपत्ति के साथ जोड़ा जा सकता है।<ref name=nanoscale/><ref name=W/><ref name=NT/><ref name=ARPC/><ref name=l4/>


अकार्बनिक चबूतरे । धातु के नैनोक्लस्टर्स को संश्लेषित करने के लिए ग्लास और [[ज़ीइलाइट]] जैसी अकार्बनिक सामग्री का भी उपयोग किया जाता है। स्थिरीकरण मुख्य रूप से समूहों के स्थिरीकरण से होता है और इस प्रकार बड़े नैनोकणों के निर्माण के लिए उनकी प्रवृत्ति को रोकता है। पहले मेटल आयन डोप्ड ग्लास तैयार किए जाते हैं और बाद में लेजर विकिरण द्वारा फ्लोरोसेंट नैनोक्लस्टर बनाने के लिए मेटल आयन डोप्ड ग्लास को सक्रिय किया जाता है। जिओलाइट्स में, छिद्र जो एंगस्ट्रॉम|एंगस्ट्रॉम आकार सीमा में होते हैं, उन्हें धातु आयनों के साथ लोड किया जा सकता है और बाद में या तो गर्मी उपचार, यूवी प्रकाश उत्तेजना, या दो-फोटॉन उत्तेजना द्वारा सक्रिय किया जा सकता है। सक्रियण के दौरान, चांदी के आयन नैनोक्लस्टर बनाने के लिए गठबंधन करते हैं जो सीमित पिंजरे के आयामों के कारण केवल ओलिगोमेरिक आकार तक बढ़ सकते हैं।<ref name=nanoscale/><ref>{{cite journal|author1=Cremer, G. D.|author2=Sels, B. F|author3=Hotta, J|author4=Roeffaers, M. B. J.|author5=Bartholomeeusen, E |author6=Coutino-Gonzales, E|author7=Valtchev, V|author8=De Vos, D, E|author9=Vosch, T |author10= Hofkens, J|year=2010|title=Optical Encoding of Silver Zeolite Microcarriers|journal= Advanced Materials |volume=22 |issue=9|pages=957–960 |doi=10.1002/adma.200902937|pmid=20217819|bibcode=2010AdM....22..957D |s2cid=2889365 }}</ref>
'''डीएनए, [[प्रोटीन]] और पेप्टाइड्स''' धातु नैनोसमूह् को संश्लेषित करने के लिए डीएनए [[oligonucleotide|ओलिगोन्यूक्लिओटाइड]] अच्छे नमूने हैं। चांदी के आयन एकल-फंसे डीएनए में [[साइटोसिन]] क्षार के लिए एक उच्च संबंध रखते हैं जो डीएनए को छोटे चांदी के नैनोसमूह् को संश्लेषित करने के लिए एक आशाजनक उम्मीदवार बनाता है। लूप में साइटोसिन की संख्या Ag NC की स्थिरता और प्रतिदीप्ति को ट्यून कर सकती है। अत्यधिक प्रतिदीप्त धातु नैनोसमूह् को संश्लेषित करने के लिए पेप्टाइड्स और प्रोटीन जैसे जैविक बृहदणु का उपयोग नमूने के रूप में भी किया गया है। छोटे पेप्टाइड् की तुलना में, बड़े और जटिल प्रोटीनों में प्रचुर मात्रा में बाध्यकारी साइटें होती हैं जो संभावित रूप से धातु के आयनों को बांध सकती हैं और अपचयित कर सकती हैं, इस प्रकार छोटे धातु नैनोसमूह् के नमूने-संचालित गठन के लिए बेहतर '''ढाँचे''' प्रदान करती हैं। साथ ही [[एंजाइम|एंजाइमो]] के उत्प्रेरक कार्य को बहु-कार्यात्मक नैनो संपरीक्षक के निर्माण को संभव बनाने के लिए एक समूह में धातु नैनोसमूह् की प्रतिदीप्ति गुण के साथ जोड़ा जा सकता है।<ref name="nanoscale" /><ref name="W" /><ref name="NT" /><ref name="ARPC" /><ref name="l4" /> ताकि बहु-कार्यात्मक नैनो संपरीक्षक का निर्माण संभव हो सके।
छोटे अणु। CuNCs के संश्लेषण के लिए कुछ छोटे अणुओं को  स्थिरकया  अपचायक के रूप में भी उपयोग किया जाता है। ये छोटे अणु आमतौर पर थिओल्स या कार्बोक्सिल समूह होते हैं, जो धातु के लवणों के लिए अच्छी न्यूनता और धातु आयनों के लिए आत्मीयता प्रदर्शित करते हैं। अल्ट्रासोनिक उपचार द्वारा जीएसएच-संरक्षित क्यूएनसी के तेजी से संश्लेषण के लिए एक विधि है। GSH को एक जलीय घोल में Cu (II) आयनों के साथ मिलाया गया था, और NaOH का उपयोग करके pH को 6.0 पर समायोजित किया गया था, इसके बाद 15 मिनट के लिए अल्ट्रासोनिक उपचार किया गया था। शुद्धिकरण के बाद लाल उत्सर्जक फ्लोरोसेंट क्यूएनसी प्राप्त किए गए थे। संरचनात्मक औरप्रकाशीय विश्लेषण से पता चला है कि उच्च घनत्व ने एनसी के बीच और भीतर सह-बंधुता Cu(I)···Cu(I) बातचीत को बढ़ाया, और लिगैंड के इंट्रामोल्युलर कंपन और रोटेशन को बाधित किया। स्व-असेंबली रणनीति भी घटक में CuNCs की नियमितता को समायोजित करने की अनुमति देती है, जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न उत्सर्जन रंगों के साथ बहुरूपी CuNCs घटक होते हैं।<ref>{{Cite journal |last1=Qing |first1=Taiping |last2=Zhang |first2=Kaiwu |last3=Qing |first3=Zhihe |last4=Wang |first4=Xuan |last5=Long |first5=Caicheng |last6=Zhang |first6=Peng |last7=Hu |first7=Haizhi |last8=Feng |first8=Bo |date=2019-09-05 |title=Recent progress in copper nanocluster-based fluorescent probing: a review |url=https://doi.org/10.1007/s00604-019-3747-4 |journal=Microchimica Acta |language=en |volume=186 |issue=10 |pages=670 |doi=10.1007/s00604-019-3747-4 |pmid=31489488 |s2cid=201839384 |issn=1436-5073}}</ref>


'''अकार्बनिक ढाँचे''' धातु के नैनोसमूह् को संश्लेषित करने के लिए ग्लास और [[ज़ीइलाइट]] जैसी अकार्बनिक सामग्री का भी उपयोग किया जाता है। स्थिरीकरण मुख्य रूप से समूहों के स्थिरीकरण से होता है और इस प्रकार बड़े नैनोकणों के निर्माण के लिए उनकी प्रवृत्ति को रोकता है। '''पहले धातु आयन के डोप्ड ग्लास तैयार किए जाते हैं''' और बाद में लेजर विकिरण द्वारा प्रतिदीप्त नैनोसमूह बनाने के लिए धातु आयन के डोप्ड ग्लास को सक्रिय किया जाता है। जिओलाइट्स में, छिद्र जो '''एंगस्ट्रॉम''' आकार सीमा में होते हैं, उन्हें धातु आयनों के साथ लोड किया जा सकता है और बाद में या तो गर्मी उपचार, यूवी प्रकाश उत्तेजना, या दो-फोटॉन उत्तेजना द्वारा सक्रिय किया जा सकता है। सक्रियण के दौरान, चांदी के आयन नैनोसमूह बनाने के लिए गठबंधन करते हैं जो सीमित घेरे के आयामों के कारण केवल ओलिगोमेरिक आकार तक बढ़ सकते हैं।<ref name="nanoscale" /><ref>{{cite journal|author1=Cremer, G. D.|author2=Sels, B. F|author3=Hotta, J|author4=Roeffaers, M. B. J.|author5=Bartholomeeusen, E |author6=Coutino-Gonzales, E|author7=Valtchev, V|author8=De Vos, D, E|author9=Vosch, T |author10= Hofkens, J|year=2010|title=Optical Encoding of Silver Zeolite Microcarriers|journal= Advanced Materials |volume=22 |issue=9|pages=957–960 |doi=10.1002/adma.200902937|pmid=20217819|bibcode=2010AdM....22..957D |s2cid=2889365 }}</ref>


'''छोटे अणु''' CuNCs के संश्लेषण के लिए कुछ छोटे अणुओं को अपचायक के रूप में भी उपयोग किया जाता है। ये छोटे अणु सामान्यतः थिओल्स या कार्बोक्सिल समूह होते हैं, जो धातु के लवणों के लिए अच्छी न्यूनता और धातु आयनों के लिए '''आत्मीयता''' प्रदर्शित करते हैं। अल्ट्रासोनिक उपचार द्वारा GSH-संरक्षित CuNCs के तेजी से संश्लेषण के लिए एक विधि है। GSH को एक जलीय घोल में Cu (II) आयनों के साथ मिलाया गया था, और NaOH का उपयोग करके pH को 6.0 पर समायोजित किया गया था, इसके बाद 15 मिनट के लिए अल्ट्रासोनिक उपचार किया गया था। शुद्धिकरण के बाद लाल उत्सर्जक प्रतिदीप्त CuNCs प्राप्त किए गए थे। संरचनात्मक और प्रकाशीय विश्लेषण से पता चला है कि उच्च घनत्व ने NCs के बीच और भीतर सह-बंधुता Cu(I)···Cu(I) परस्परक्रिया को बढ़ाया, और लिगैंड के आंतरआण्विक कंपन और घूर्णन को बाधित किया। स्वयंजोड़ित रणनीति भी घटक में CuNCs की नियमितता को समायोजित करने की अनुमति देती है, जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न उत्सर्जन रंगों के साथ बहुरूपी CuNCs घटक होते हैं।<ref>{{Cite journal |last1=Qing |first1=Taiping |last2=Zhang |first2=Kaiwu |last3=Qing |first3=Zhihe |last4=Wang |first4=Xuan |last5=Long |first5=Caicheng |last6=Zhang |first6=Peng |last7=Hu |first7=Haizhi |last8=Feng |first8=Bo |date=2019-09-05 |title=Recent progress in copper nanocluster-based fluorescent probing: a review |url=https://doi.org/10.1007/s00604-019-3747-4 |journal=Microchimica Acta |language=en |volume=186 |issue=10 |pages=670 |doi=10.1007/s00604-019-3747-4 |pmid=31489488 |s2cid=201839384 |issn=1436-5073}}</ref>
== गुण ==
== गुण ==


=== चुंबकीय गुण ===
=== चुंबकीय गुण ===
नैनोक्लस्टर में अधिकांश परमाणु सतही परमाणु होते हैं। इस प्रकार, यह उम्मीद की जाती है कि एक समूह में एक परमाणु का चुंबकीय क्षण थोक पदार्थ में एक से बड़ा होगा। धातु समूहों में कम समन्वय, कम आयामीता और बढ़ती अंतर-परमाणु दूरी नैनोकल में चुंबकीय क्षण को बढ़ाने में योगदान करती है। धातु के नैनोक्लस्टर भी चुंबकीय गुणों में परिवर्तन दिखाते हैं। उदाहरण के लिए, [[वैनेडियम]] और [[रोडियाम]] बल्क में [[अनुचुंबकत्व]] हैं लेकिन नैनोक्लस्टर्स में [[लोह चुंबकत्व]] बन जाते हैं। इसके अलावा, [[मैंगनीज]] बल्क में प्रतिलौहचुम्बकीय है लेकिन नैनोक्लस्टर्स लौहचुम्बकीय है। एक छोटा नैनोक्लस्टर एक [[नैनोमैग्नेट|नैनोचुम्बकीय]] है, जिसे केवल इसकी संरचना को बदलकर गैर-चुंबकीय बनाया जा सकता है। तो वे एक नैनोचुम्बकीय स्विच का आधार बना सकते हैं।<ref name=W/><ref name=e>{{cite book|author1=Jena, P|author2= Castleman A. W. Jr. |year=2010|title=नैनोक्लस्टर्स|publisher=Elsevier|isbn=9780444534408}}</ref>
नैनोसमूह में अधिकांश परमाणु सतही परमाणु होते हैं। इस प्रकार, यह उम्मीद की जाती है कि एक समूह में एक परमाणु का चुंबकीय क्षण एक '''स्थूल'''  पदार्थ से बड़ा होगा। धातु समूहों में कम समन्वय, कम आयामीता और बढ़ती अंतर-परमाणु दूरी नैनोसमूह् में चुंबकीय क्षण को बढ़ाने में योगदान करती है। धातु के नैनोसमूह भी चुंबकीय गुणों में परिवर्तन दिखाते हैं। उदाहरण के लिए, [[वैनेडियम]] और [[रोडियाम]] '''बल्क''' में [[अनुचुंबकत्व]] हैं लेकिन नैनोसमूह् में [[लोह चुंबकत्व]] बन जाते हैं। इसके अलावा, [[मैंगनीज]] स्थूल  में प्रतिलौहचुम्बकीय है लेकिन नैनोसमूह् लौहचुम्बकीय है। एक छोटा नैनोसमूह एक [[नैनोमैग्नेट|नैनोचुम्बकीय]] है, जिसे केवल इसकी संरचना को बदलकर गैर-चुंबकीय बनाया जा सकता है। तो वे एक नैनोचुम्बकीय स्विच का आधार बना सकते हैं।<ref name=W/><ref name=e>{{cite book|author1=Jena, P|author2= Castleman A. W. Jr. |year=2010|title=नैनोक्लस्टर्स|publisher=Elsevier|isbn=9780444534408}}</ref>
 
 
=== अभिक्रियाशीलता गुण ===
=== अभिक्रियाशीलता गुण ===
बड़े सतह-से-आयतन अनुपात और सतह के परमाणुओं का कम समन्वय नैनोक्लस्टर्स की अनूठी अभिक्रियाशीलता के प्राथमिक कारण हैं। इस प्रकार, नैनोक्लस्टर व्यापक रूप से उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किए जाते हैं।<ref name=xu />गोल्ड नैनोक्लस्टर [[उत्प्रेरक]] का एक उत्कृष्ट उदाहरण है। जबकि थोक सोना , यह नैनोमीटर पैमाने पर कम होने पर अत्यधिक अभिक्रियाशील हो जाता है। क्लस्टर अभिक्रियाशीलता को नियंत्रित करने वाले गुणों में से एक इलेक्ट्रॉन बंधुता है। [[आवर्त सारणी]] में किसी भी पदार्थ की तुलना में [[क्लोरीन]] में उच्चतम इलेक्ट्रॉन बंधुता होती है। समूहों में उच्च इलेक्ट्रॉन संबंध हो सकते हैं और उच्च इलेक्ट्रॉन संबंध वाले नैनोकल को सुपर हैलोजन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। सुपर हैलोजन धातु के परमाणु होते हैं जो [[हलोजन]] परमाणुओं से घिरे होते हैं।<ref name=W/><ref name=e/>
बड़े सतह-से-आयतन अनुपात और सतह के परमाणुओं का कम समन्वय नैनोसमूह् की अनूठी अभिक्रियाशीलता के प्राथमिक कारण हैं। इस प्रकार, नैनोसमूह व्यापक रूप से उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किए जाते हैं।<ref name=xu /> सोने के नैनोसमूह [[उत्प्रेरक]] का एक उत्कृष्ट उदाहरण है। जबकि '''स्थूल'''  सोना, यह नैनोमीटर पैमाने पर कम होने पर अत्यधिक अभिक्रियाशील हो जाता है। समूह की अभिक्रियाशीलता को नियंत्रित करने वाले गुणों में से एक इलेक्ट्रॉन बंधुता है। [[आवर्त सारणी]] में किसी भी पदार्थ की तुलना में [[क्लोरीन]] में उच्चतम इलेक्ट्रॉन बंधुता होती है। समूहों में उच्च इलेक्ट्रॉन संबंध हो सकते हैं और उच्च इलेक्ट्रॉन संबंध वाले नैनोसमूह को सुपर हैलोजन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। सुपर हैलोजन धातु के परमाणु होते हैं जो [[हलोजन|हैलोजन]] परमाणुओं से घिरे होते हैं।<ref name=W/><ref name=e/>
=== प्रकाशीय गुण ===
=== प्रकाशीय गुण ===
सामग्रियों के प्रकाशीय गुण उनकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना और [[ऊर्जा अंतराल]] द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। उच्चतम अधिकृत आणविक कक्षीय और निम्नतम खाली आणविक कक्षीय (HOMO/LUMO) के बीच ऊर्जा अंतर एक नैनोक्लस्टर के आकार और संरचना के साथ भिन्न होता है। इस प्रकार, नैनोक्लस्टर्स केप्रकाशीय गुण बदलते हैं। इसके अलावा, अंतराल को अलग-अलग लिगेंड या [[पृष्ठसक्रियकारक]] के साथ नैनोक्लस्टर्स को परत चढ़ा करके संशोधित किया जा सकता है। नैनोक्लस्टर कोटेलर्डबैंड अंतराल के साथ डिजाइन करना भी संभव है और इस प्रकार नैनोक्लस्टर के आकार और परत को ट्यून करके प्रकाशीय गुणों को तैयार करना संभव है।<ref name=direct/><ref name=nanoscale/><ref name=W/><ref name=e/>
सामग्रियों के प्रकाशीय गुण उनकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना और [[ऊर्जा अंतराल]] द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। उच्चतम अधिकृत आणविक कक्षीय और निम्नतम खाली आणविक कक्षीय (HOMO/LUMO) के बीच ऊर्जा अंतर एक नैनोसमूह के आकार और संरचना के साथ भिन्न होता है। इस प्रकार, नैनोसमूह् के प्रकाशीय गुण बदलते हैं। इसके अलावा, अंतराल को अलग-अलग लिगेंड या [[पृष्ठसक्रियकारक|पृष्ठ सक्रिय कारक]] के साथ नैनोसमूह् को परत चढ़ा करके संशोधित किया जा सकता है। नैनोसमूह को टेलर्ड बैंड अंतराल के साथ डिजाइन करना भी संभव है और इस प्रकार नैनोसमूह के आकार और परत को ट्यून करके प्रकाशीय गुणों को तैयार करना संभव है।<ref name=direct/><ref name=nanoscale/><ref name=W/><ref name=e/>
 
 
== अनुप्रयोग ==
== अनुप्रयोग ==
नैनोक्लस्टर्स में संभावित रूप से अनुप्रयोग के कई क्षेत्र होते हैं क्योंकि उनके पास अद्वितीयप्रकाशीय, विद्युत, चुंबकीय और अभिक्रियात्मक गुण होते हैं। नैनोक्लस्टर्स जैव संगत, विशेष रूप से सूक्ष्म हैं, और उज्ज्वल उत्सर्जन प्रदर्शित करते हैं, इसलिए प्रतिदीप्ति [[जैव]] प्रतिबिंबन या सेलुलर लेबलिंग के लिए आशाजनक उम्मीदवार हैं। इन विट्रो और विवो दोनों में अध्ययन के लिए फ्लोरोफोरस के साथ नैनोक्लस्टर्स का व्यापक रूप से धुंधला कोशिकाओं के लिए उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, नैनोक्लस्टर्स का उपयोग संवेदन और पहचान अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।<ref>{{Cite journal|last1=Zhao|first1=Yu|last2=Zhou|first2=Huangmei|last3=Zhang|first3=Sanjun|last4=Xu|first4=Jianhua|date=2019-11-27|title=The synthesis of metal nanoclusters and their applications in bio-sensing and imaging|url=https://doi.org/10.1088/2050-6120/ab57e7|journal=Methods and Applications in Fluorescence|volume=8|issue=1|pages=012001|doi=10.1088/2050-6120/ab57e7|pmid=31726445|s2cid=208040343|issn=2050-6120}}</ref> वे प्रतिदीप्ति शमन के आधार पर एक जलीय घोल में तांबे और पारा (तत्व) आयनों का पता लगाने में सक्षम हैं। साथ ही नैनोक्लस्टर्स का उपयोग करके कई छोटे अणुओं, जैविक संस्थाओं जैसे [[जैविक अणुओं]], प्रोटीन, [[डीएनए]] और आरएनए का पता लगाया जा सकता है। अद्वितीय अभिक्रियाशीलता ) गुण और नैनोक्लस्टर्स में परमाणुओं के आकार और संख्या को नियंत्रित करने की क्षमता एक उत्प्रेरक प्रक्रिया में गतिविधि बढ़ाने और चयनात्मकता को समस्वरण करने के लिए एक मूल्यवान तरीका साबित हुई है। इसके अलावा चूंकि नैनोपार्टिकल्स चुंबकीय सामग्री हैं और इन्हें ग्लास में अंतर्निहित किया जा सकता है इसलिए इन नैनोक्लस्टर्स का उपयोगप्रकाशीय आंकड़ा भंडारण में किया जा सकता है जिसका उपयोग आंकड़े के किसी भी नुकसान के बिना कई वर्षों तक किया जा सकता है।<ref name=direct/><ref name=nanoscale/><ref name=ARPC/><ref name=W/><ref name=NT/>
नैनोसमूह् में संभावित रूप से अनुप्रयोग के कई क्षेत्र होते हैं क्योंकि उनके पास अद्वितीयप्रकाशीय, विद्युत, चुंबकीय और अभिक्रियात्मक गुण होते हैं। नैनोसमूह् जैव संगत, विशेष रूप से सूक्ष्म हैं, और उज्ज्वल उत्सर्जन प्रदर्शित करते हैं, इसलिए प्रतिदीप्ति [[जैव]] प्रतिबिंबन या कोशिकीय लेबलिंग के लिए आशाजनक उम्मीदवार हैं। इन विट्रो और विवो दोनों में अध्ययन के लिए फ्लोरोफोरस के साथ नैनोसमूह् का व्यापक रूप से '''अभिरंजन''' कोशिकाओं के लिए उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, नैनोसमूह् का उपयोग संवेदन और पहचान अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।<ref>{{Cite journal|last1=Zhao|first1=Yu|last2=Zhou|first2=Huangmei|last3=Zhang|first3=Sanjun|last4=Xu|first4=Jianhua|date=2019-11-27|title=The synthesis of metal nanoclusters and their applications in bio-sensing and imaging|url=https://doi.org/10.1088/2050-6120/ab57e7|journal=Methods and Applications in Fluorescence|volume=8|issue=1|pages=012001|doi=10.1088/2050-6120/ab57e7|pmid=31726445|s2cid=208040343|issn=2050-6120}}</ref> वे प्रतिदीप्ति शमन के आधार पर एक जलीय घोल में तांबे और पारा (तत्व) आयनों का पता लगाने में सक्षम हैं। साथ ही नैनोसमूह् का उपयोग करके कई छोटे अणुओं, जैविक संस्थाओं जैसे [[जैविक अणुओं]], प्रोटीन, [[डीएनए]] और आरएनए का पता लगाया जा सकता है। अद्वितीय अभिक्रियाशीलता, गुण और नैनोसमूह् में परमाणुओं के आकार और संख्या को नियंत्रित करने की क्षमता एक उत्प्रेरक प्रक्रिया में गतिविधि बढ़ाने और चयनात्मकता को समस्वरण करने के लिए एक मूल्यवान तरीका साबित हुई है। इसके अलावा चूंकि नैनोपार्टिकल् चुंबकीय सामग्री हैं और इन्हें ग्लास में अंतर्निहित किया जा सकता है इसलिए इन नैनोसमूह् का उपयोग प्रकाशीय आंकड़ा भंडारण में किया जा सकता है जिसका उपयोग आंकड़े के किसी भी नुकसान के बिना कई वर्षों तक किया जा सकता है।<ref name=direct/><ref name=nanoscale/><ref name=ARPC/><ref name=W/><ref name=NT/>
 
== समूह यौगिकों के प्रमुख परिवार ==
 
[[File:EBITEP.png|thumb|Cp*10Al50 की संरचना, दस पेंटामेथिलसाइक्लोपेंटैडिएनिल लिगैंड्स में लिपटे एल्यूमीनियम के एक अंतर्भाग का खुलासा करती है।<ref>{{cite journal|doi=10.1002/anie.200453754|pmid=15199573|title=Al50C120H180: A Pseudofullerene Shell of 60 Carbon Atoms and 60 Methyl Groups Protecting a Cluster Core of 50 Aluminum Atoms|year=2004|last1=Vollet|first1=Jean|last2=Hartig|first2=Jens R.|last3=Schnöckel|first3=Hansgeorg|journal=Angewandte Chemie International Edition|volume=43|issue=24|pages=3186–3189}}</ref>]]
== क्लस्टर यौगिकों के प्रमुख परिवार ==
[[File:EBITEP.png|thumb|सीपी* की संरचना<sub>10</sub>अल<sub>50</sub>, दस पेंटामेथिलसाइक्लोपेंटाडियनिल लिगैंड्स में लिपटे एल्यूमीनियम के एक मुख्य को प्रकट करना।<ref>{{cite journal|doi=10.1002/anie.200453754|pmid=15199573|title=Al50C120H180: A Pseudofullerene Shell of 60 Carbon Atoms and 60 Methyl Groups Protecting a Cluster Core of 50 Aluminum Atoms|year=2004|last1=Vollet|first1=Jean|last2=Hartig|first2=Jens R.|last3=Schnöckel|first3=Hansgeorg|journal=Angewandte Chemie International Edition|volume=43|issue=24|pages=3186–3189}}</ref>]]
अनंत प्रकार के यौगिक होते हैं जिनके अणु परमाणु समूह होते हैं या उनके मूल में ऐसे समूह होते हैं। नीचे कुछ वर्ग हैं जिन पर शोधकर्ताओं ने पर्याप्त ध्यान दिया है।
अनंत प्रकार के यौगिक होते हैं जिनके अणु परमाणु समूह होते हैं या उनके मूल में ऐसे समूह होते हैं। नीचे कुछ वर्ग हैं जिन पर शोधकर्ताओं ने पर्याप्त ध्यान दिया है।
=== मेटालोकार्बोहेड्रीन्स ===
=== मेटालोकार्बोहेड्रीन्स ===
{{main|मेटालोकार्बोहेड्रीन्स}}
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[[मेटालोकार्बोहेड्रीन|मेटालोकार्बोहेड्रीन्स]] (या शॉर्ट के लिए मेट-कार) {{chem|M|8|C|12}}आणविक सूत्र वाले समूहों का एक परिवार है , जहाँ M [[टाइटेनियम]], वैनेडियम, ज़िरकोनियम, [[नाइओबियम]], [[हेफ़नियम]], [[मोलिब्डेनम]], [[क्रोमियम]] या आयरन जैसी संक्रमणकालीन धातु है। उपयुक्त हाइड्रोकार्बन वाले वातावरण में वांछित धातु को लेजर से वाष्पीकृत करके उन्हें उत्पन्न किया जा सकता है। दो टीआई-सी [[इलेक्ट्रोड]] के बीच एक विद्युत चाप द्वारा उत्पन्न [[कालिख]] में, 1% या उससे कम की एकाग्रता पर भी उनका पता लगाया गया है। वे एक घन के कोनों पर धातु के परमाणुओं की सुविधा देते हैं, लेकिन कार्बन परमाणुओं को अंदर की ओर धकेल दिया जाता है ताकि उस घन के फलक के साथ लगभग समतलीय हो।
[[मेटालोकार्बोहेड्रीन|मेटालोकार्बोहेड्रीन्स]] (या शॉर्ट के लिए मेट-कार) {{chem|M|8|C|12}}आणविक सूत्र वाले समूहों का एक परिवार है , जहाँ M [[टाइटेनियम]], वैनेडियम, ज़िरकोनियम, [[नाइओबियम]], [[हेफ़नियम]], [[मोलिब्डेनम]], [[क्रोमियम]] या आयरन जैसी संक्रमणकालीन धातु है। उपयुक्त हाइड्रोकार्बन वाले वातावरण में वांछित धातु को लेजर से वाष्पीकृत करके उन्हें उत्पन्न किया जा सकता है। दो टीआई-सी [[इलेक्ट्रोड]] के बीच एक विद्युत चाप द्वारा उत्पन्न [[कालिख]] में, 1% या उससे कम की '''सान्द्रता''' पर भी उनका पता लगाया गया है। वे एक घन के कोनों पर धातु के परमाणुओं की सुविधा देते हैं, लेकिन कार्बन परमाणुओं को अंदर की ओर धकेल दिया जाता है ताकि उस घन के फलक के साथ लगभग समतलीय हो।


=== ज़िंटल क्लस्टर ===
=== ज़िंटल समूह ===
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[[ज़िंटल चरण]] में नग्न ऋणायनी क्लस्टर होते हैं जो भारी मुख्य समूह पी तत्वों की अपचयन  से उत्पन्न होते हैं, ज्यादातर धातु या अर्ध धातु, क्षार धातुओं के साथ, अक्सर निर्जल तरल [[अमोनिया]] या [[एथिलीनडायमाइन]] में विलयन के रूप में।<ref name="ScharfeKraus2011">{{cite journal | title = Homoatomic Zintl Ions, Cage Compounds, and Intermetalloid Clusters of Group 14 and Group 15 Elements|author1=S. Scharfe |author2=F. Kraus |author3=S. Stegmaier |author4=A. Schier |author5=T. F. Fässler | journal =  [[Angewandte Chemie International Edition]] | volume = 50 | pages = 3630–3670 | year = 2011 |issue=16 | doi = 10.1002/anie.201001630|pmid=21455921 }}</ref> ज़िंटल आयनों के उदाहरण हैं [Bi<sub>3</sub>]<sup>3−</sup>,  [Sn<sub>9</sub>]<sup>4−−</sup>,[Pb<sub>9</sub>]<sup>4−</sup>,और [Sb<sub>7</sub>]<sup>3−</sup>।<ref name="Fässler">ज़िंटल आयन: सिद्धांत और हालिया विकास, पुस्तक श्रृंखला: संरचना और संबंध। टीएफ फास्लर (एड.), वॉल्यूम 140, स्प्रिंगर, हीडलबर्ग, '2011' {{doi|10.1007/978-3-642-21181-2}}</ रेफ> हालांकि इन प्रजातियों को नग्न समूह कहा जाता है, वे आमतौर पर क्षार धातु के धनायनों से दृढ़ता से जुड़े होते हैं। क्षार धातु धनायन के [[कूटलेखन]] परिसरों का उपयोग करके कुछ उदाहरणों को अलग किया गया है, उदाहरण के लिए, [Pb<sub>10</sub>]<sup>2−</sup> ऋणायन, जिसमें एक ढका हुआ चौकोर प्रतिप्रिज्मीय आकार होता है।<nowiki><ref></nowiki>{{cite journal | title = The Zintl Ion [Pb<sub>10</sub>]<sup>2−</sup>: A Rare Example of a Homoatomic closo Cluster |author1=A. Spiekermann |author2=S. D. Hoffmann |author3=T. F. Fässler | journal =  [[Angewandte Chemie International Edition]] | volume = 45 | issue = 21 | pages = 3459–3462 | year = 2006 | doi = 10.1002/anie.200503916 | pmid = 16622888}}</ref>  यद्यपि इन प्रजातियों को "नग्न क्लस्टर" कहा जाता है, वे आमतौर पर क्षार धातु के धनायन से दृढ़ता से जुड़े होते है। कुछ उदाहरणों को क्षार धातु के धनायन के क्रिप्टेट परिसरों का उपयोग करके अलग किया गया है, उदाहरण के लिए,  [Pb<sub>10</sub>]<sup>2−</sup> ऋणायन, जो एक छायादार वर्ग प्रतिप्रिज्मीय आकार की विशेषता है। वेड के नियम (2n+2) के अनुसार क्लस्टर इलेक्ट्रॉनों की संख्या 22 है और इसलिए एक [[क्लोजो क्लस्टर]] है। यौगिक 2.2.2-क्रिप्ट के साथ एथिलीन डायमाइन में PPh<sub>3</sub>AuCl (टेट्राक्लोरोऑरिक एसिड और ट्राइफेनिलफॉस्फीन की  अभिक्रिया द्वारा) में Au+ द्वारा K<sub>4</sub>Pb<sub>9</sub> के ऑक्सीकरण से तैयार किया जाता है। इस प्रकार के क्लस्टर को पहले से ही एंडोहेड्रल के रूप में जाना जाता था [Ni@Pb<sub>10</sub>]<sup>2−</sup> (संरचना में एक [[निकल]] परमाणु होता है)। [[आइकोसाहेड्रल]] टिन क्लस्टर [Sn<sub>12</sub>]<sup>2−</sup> या स्टैनास्फेरीन ऋणायन एक अन्य [[बंद खोल]] संरचना है जिसे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ देखा गया है (लेकिन अलग नहीं किया गया है)।<ref>Tin particles are generated as K<sup>+</sup>[Sn<sub>12</sub>]<sup>2−</sup> by laser evaporation from solid tin containing 15% [[potassium]] and isolated by [[mass spectrometer]] before analysis</ref><ref>{{cite journal | title = {{chem|Sn|12|2−}}: Stannaspherene |author1=Li-Feng Cui |author2=Xin Huang |author3=Lei-Ming Wang |author4=Dmitry Yu. Zubarev |author5=Alexander I. Boldyrev |author6=Jun Li |author7=Lai-Sheng Wang | journal = [[J. Am. Chem. Soc.]] | year = 2006 | volume = 128 | issue = 26 | pages = 8390–8391 | doi =  10.1021/ja062052f | pmid = 16802791}}</ref> 6.1 एंग्स्ट्रॉम के आंतरिक व्यास के साथ, यह फुलरीन के तुलनीय आकार का है और [[एंडोहेड्रल फुलरीन]] के समान ही छोटे परमाणुओं को समाहित करने में सक्षम होना चाहिए, और वास्तव में एक Sn<sub>12</sub> मौजूद है,क्लस्टर जिसमें  Ir परमाणु होता है: [Ir@Sn<sub>12</sub>]<sup>3−</sup>.<ref>{{cite journal | title = Step by Step Synthesis of the Endohedral Stannaspherene [Ir@Sn<sub>12</sub>]<sup>3−</sup> via the Capped Cluster Anion [Sn<sub>9</sub>Ir(COD)]<sup>3−</sup>|author1=J.-Q. Wang |author2=S. Stegmaier |author3=B. Wahl |author4=T. F. Fässler | journal =  [[Chem. Eur. J.]] | year = 2010 | volume = 16 |issue=6 |  pages = 3532–3552 | doi = 10.1002/chem.200902815|pmid=20077544 }}</ref>
[[ज़िंटल चरण]] में नग्न ऋणायनी समूह होते हैं '''जो उग्र मुख्य समूह पी तत्वों के अपचयन  से उत्पन्न होते हैं''', ज्यादातर धातु या अर्ध धातु, क्षार धातुओं के साथ, प्रायः निर्जल तरल [[अमोनिया]] या [[एथिलीनडायमाइन]] में वि'''लयन के रूप में होते हैं'''।<ref name="ScharfeKraus2011">{{cite journal | title = Homoatomic Zintl Ions, Cage Compounds, and Intermetalloid Clusters of Group 14 and Group 15 Elements|author1=S. Scharfe |author2=F. Kraus |author3=S. Stegmaier |author4=A. Schier |author5=T. F. Fässler | journal =  [[Angewandte Chemie International Edition]] | volume = 50 | pages = 3630–3670 | year = 2011 |issue=16 | doi = 10.1002/anie.201001630|pmid=21455921 }}</ref> ज़िंटल आयनों के उदाहरण हैं [Bi<sub>3</sub>]<sup>3−</sup>,  [Sn<sub>9</sub>]<sup>4−−</sup>,[Pb<sub>9</sub>]<sup>4−</sup>,और [Sb<sub>7</sub>]<sup>3−</sup>।<ref name="Fässler">ज़िंटल आयन: सिद्धांत और हालिया विकास, पुस्तक श्रृंखला: संरचना और संबंध। टीएफ फास्लर (एड.), वॉल्यूम 140, स्प्रिंगर, हीडलबर्ग, '2011' {{doi|10.1007/978-3-642-21181-2}}</ रेफ> हालांकि इन प्रजातियों को नग्न समूह कहा जाता है, वे आमतौर पर क्षार धातु के धनायनों से दृढ़ता से जुड़े होते हैं। क्षार धातु धनायन के [[कूटलेखन]] परिसरों का उपयोग करके कुछ उदाहरणों को अलग किया गया है, उदाहरण के लिए, [Pb<sub>10</sub>]<sup>2−</sup> ऋणायन, जिसमें एक ढका हुआ चौकोर प्रतिप्रिज्मीय आकार होता है।<nowiki><ref></nowiki>{{cite journal | title = The Zintl Ion [Pb<sub>10</sub>]<sup>2−</sup>: A Rare Example of a Homoatomic closo Cluster |author1=A. Spiekermann |author2=S. D. Hoffmann |author3=T. F. Fässler | journal =  [[Angewandte Chemie International Edition]] | volume = 45 | issue = 21 | pages = 3459–3462 | year = 2006 | doi = 10.1002/anie.200503916 | pmid = 16622888}}</ref>  यद्यपि इन प्रजातियों को "नग्न समूह" कहा जाता है, वे सामान्यतः क्षार धातु के धनायन से दृढ़ता से जुड़े होते है। कुछ उदाहरणों को क्षार धातु के धनायन के क्रिप्टेट परिसरों का उपयोग करके अलग किया गया है, उदाहरण के लिए,  [Pb<sub>10</sub>]<sup>2−</sup> ऋणायन, जो एक छायादार वर्ग प्रतिप्रिज्मीय आकार की विशेषता है। वेड के नियम (2n+2) के अनुसार समूह इलेक्ट्रॉनों की संख्या 22 है और इसलिए यह एक [[क्लोजो क्लस्टर|क्लोजो समूह]] है। यौगिक 2.2.2-क्रिप्ट के साथ एथिलीन डायमाइन में PPh<sub>3</sub>AuCl (टेट्राक्लोरोऑरिक अम्ल और ट्राइफेनिलफॉस्फीन की  अभिक्रिया द्वारा) में Au<sup>+</sup> द्वारा K<sub>4</sub>Pb<sub>9</sub> के ऑक्सीकरण से तैयार किया जाता है। इस प्रकार के समूह को पहले से ही एंडोहेड्रल के रूप में जाना जाता था [NiPb<sub>10</sub>]<sup>2−</sup> (संरचना में एक [[निकल]] परमाणु होता है)। [[आइकोसाहेड्रल]] टिन समूह [Sn<sub>12</sub>]<sup>2−</sup> या स्टैनास्फेरीन ऋणायन एक अन्य [[बंद खोल|क्लोजो]] संरचना है जिसे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ देखा गया है (लेकिन अलग नहीं किया गया है)।<ref>Tin particles are generated as K<sup>+</sup>[Sn<sub>12</sub>]<sup>2−</sup> by laser evaporation from solid tin containing 15% [[potassium]] and isolated by [[mass spectrometer]] before analysis</ref><ref>{{cite journal | title = {{chem|Sn|12|2−}}: Stannaspherene |author1=Li-Feng Cui |author2=Xin Huang |author3=Lei-Ming Wang |author4=Dmitry Yu. Zubarev |author5=Alexander I. Boldyrev |author6=Jun Li |author7=Lai-Sheng Wang | journal = [[J. Am. Chem. Soc.]] | year = 2006 | volume = 128 | issue = 26 | pages = 8390–8391 | doi =  10.1021/ja062052f | pmid = 16802791}}</ref> 6.1 एंग्स्ट्रॉम के आंतरिक व्यास के साथ, यह फुलरीन के तुलनीय आकार का है और [[एंडोहेड्रल फुलरीन]] के समान ही छोटे परमाणुओं को समाहित करने में सक्षम होना चाहिए, औ'''र वास्तव में एक Sn<sub>12</sub> सम्मिलित है,समूह जिसमें  Ir परमाणु होता है: [Ir@Sn<sub>12</sub>]<sup>3−</sup>.<ref>{{cite journal | title = Step by Step Synthesis of the Endohedral Stannaspherene [Ir@Sn<sub>12</sub>]<sup>3−</sup> via the Capped Cluster Anion [Sn<sub>9</sub>Ir(COD)]<sup>3−</sup>|author1=J.-Q. Wang |author2=S. Stegmaier |author3=B. Wahl |author4=T. F. Fässler | journal =  [[Chem. Eur. J.]] | year = 2010 | volume = 16 |issue=6 |  pages = 3532–3552 | doi = 10.1002/chem.200902815|pmid=20077544 }}</ref>'''
 




== यह भी देखें ==
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*[[क्लस्टर (भौतिकी)]]
*[[क्लस्टर (भौतिकी)|समूह (भौतिकी)]]
*[[सुपरएटम]]
*[[सुपरएटम|सुपरपरमाणु]]
* जल के अणु समूह भी बनाते हैं: जल समूह देखें
* जल के अणु समूह भी बनाते हैं: जल समूह देखें
*[[धातुवाद]]
*[[धातुवाद]]
* [[पाओलो चीनी]]
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* [[धातु कार्बोनिल क्लस्टर]]
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Latest revision as of 11:34, 27 April 2023

बकमिन्स्टर फुलरीन (सूत्र: C60) एक परमाणु समूह है।

नैनोसमूह परमाणु रूप से सटीक, क्रिस्टलीय पदार्थ होते हैं जो प्रायः 0-2 नैनोमीटर पैमाने के होते हैं।[1] [2][3] उन्हें प्रायः गतिशील रूप से स्थिर मध्यवर्ती माना जाता है जो अर्धचालक और धातु नैनोक्रिस्टल जैसे तुलनात्मक रूप से बड़ी सामग्री के संश्लेषण के दौरान बनते हैं। नैनोसमूह् का अध्ययन करने के लिए किए गए अधिकांश शोधों ने उनके क्रिस्टल संरचनाओं को चिह्नित करने और बड़े सामग्रियों के न्यूक्लिएशन और विकास तंत्र में उनकी भूमिका को समझने पर ध्यान केंद्रित किया है।[4][5] ये नैनोसमूह या तो एक या कई रासायनिक तत्वों से बने हो सकते हैं, और उनके बड़े समकक्ष भागों की तुलना में रोचक विद्युत, प्रकाशिकी और रासायनिक गुणों का प्रदर्शन करते हैं।[3][2][6][7]

सामग्रियों को तीन अलग-अलग व्यवस्थाओं में वर्गीकृत किया जा सकता है, जैसे स्थूल , नैनोकण और नैनोसमूह। स्थूल धातु विद्युत क़े सुचालक होते हैं और प्रकाश के अच्छे परावर्तक होते हैं और धातु नैनोकण सतह प्लाज्मॉन गूंज के कारण तीव्र रंग प्रदर्शित करते हैं।[6][7] सामान्यतः, जब नैनोसमूह बनाने के लिए धातु नैनोसमूह् के आकार को और कम किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचना असंतत हो जाती है और असतत ऊर्जा स्तरों में टूट जाती है, जो कुछ हद तक अणुओं के ऊर्जा स्तरों के समान होती है।[6][7][8][9][10] यह नैनोसमूह को एक विलक्षण अणु के समान गुण प्रदान करता है[11] और प्लसोनिक व्यवहार प्रदर्शित नहीं करता है, नैनोकणों को परमाणुओं और नैनोसमूह् के बीच सेतु कड़ी के रूप में जाना जाता है।[12][6][7][8][9][10][13][14][15][16][17] नैनोकणों को आणविक नैनोसमूह् के रूप में भी संदर्भित किया जा सकता है।[18]

रसायन विज्ञान में, एक परमाणु समूह बंधे हुए परमाणुओं या अणुओं का एक समूह है जो एक साधारण अणु और एक नैनोअणु के बीच आकार में मध्यवर्ती होता है; यानी व्यास में कुछ नैनोमीटर (nm) तक होता है। 'माइक्रोसमूह' शब्द का इस्तेमाल युगल दर्जन परमाणुओं के साथ समूह के लिए किया जा सकता है।

एक विशिष्ट व्यवस्था में एक निश्चित संख्या और परमाणुओं के प्रकार वाले समूहों को प्रायः एक विशिष्ट रासायनिक यौगिक माना जाता है और अध्ययन किया जाता है। उदाहरण के लिए, फुलरीन 60 कार्बन परमाणुओं का एक समूह है जो एक काटे गए विंशतिफलक के शीर्ष के रूप में व्यवस्थित है, और डेकाबोरेन 10 बोरॉन परमाणुओं का एक समूह है, जो 14 हाइड्रोजन परमाणुओं से घिरा एक अधूरा विंशतिफलक बनाता है।

यह शब्द सामान्यतः एक ही तत्व के कई परमाणुओं, या कुछ अलग-अलग तत्वों के त्रि-आयामी व्यवस्था में बंधे हुए समूहों के लिए उपयोग किया जाता है। संक्रमण धातु और मुख्य समूह तत्व विशेष रूप से मजबूत समूह बनाते हैं।[19] वास्तव में कुछ संदर्भों में, यह शब्द विशेष रूप से एक धातु समूह को संदर्भित कर सकता है, जिसके मूल परमाणु धातु होते हैं और इसमें कम से कम एक धातु बंधन होता है।[20] इस कारक में, क्वालीफायर पॉली एक से अधिक धातु परमाणु जल समूह को निर्दिष्ट करता है, और हेटरोन्यूक्लियर कम से कम दो अलग-अलग धातु तत्वों वाले समूह को निर्दिष्ट करता है। नग्न धातु समूहों में केवल धातु के परमाणु होते हैं, यह अन्य तत्वों के बाहरी आवरण वाले समूहों के विपरीत होते हैं। दुसरे साइनाइड या मिथाइल जैसे कार्यात्मक समूह हो सकते हैं जो सहसंयोजक रूप से मुख्य परमाणुओं से बंधे होते हैं या कई कार्बन मोनोआक्साइड, हैलाईड आइसोसायनाइड अल्केन्स और हाइड्राइडस जैसे समन्वय बंधनो से जुड़े लिगेंड हो सकते हैं।

सामान्यतः इस शब्द का उपयोग उन समूहों के लिए भी किया जाता है जिनमें कोई धातु नहीं होती है (जैसे कि बोरेन और कार्बोरेन) और जिनके मूल परमाणु सहसंयोजक बंध या आयोनिक बंध द्वारा एक साथ बंधे होते हैं। इसका उपयोग वैन डेर वाल या हाइड्रोजन बंध द्वारा एक साथ रखे गए परमाणुओं या अणुओं के संयोजन के लिए भी किया जाता है, जैसा कि जल समूहों में होता है।

समूह चरण संक्रमण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं जिसमे विलयन से वर्षा, तरल पदार्थ और ठोस पदार्थों का संघनन और वाष्पीकरण, ठंड और पिघलना, और अन्य सामग्रियों का सोखना सम्मिलित है।

इतिहास

[Bi8](GaCl4)2 में Bi82+ समूह की संरचना [Bi8](GaCl4)2.[21]

धातु समूह से बने हुए परमाणु समूह यौगिकों का अप्रत्याशित रूप से प्राचीन काल से मनुष्यों द्वारा उपयोग किया जाता रहा है। सबसे पुराना कृत्रिम रूप से निर्मित धातु समूह कैलौमेल (Hg
2
Cl
2
) हो सकता है, जो भारत में पहले से ही 12वीं शताब्दी में जाना जाता था।

समूह यौगिकों की संरचना की व्याख्या केवल 20वीं शताब्दी में ही संभव हो सकी। उदाहरण के लिए, कैलोमेल में पारा बंध के लिए पारा (तत्व) का अस्तित्व 1900 के प्रारंभ में स्थापित किया गया था। एकल-क्रिस्टल एक्स-रे विवर्तन जैसे विश्वसनीय संरचनात्मक विश्लेषण उपकरणों के विकास से ये प्रगति संभव हुई।

नैनोसमूह बनाने के प्रयोगों के पहले सेट को 1950 और 1960 के दशक में देखा जा सकता है।[22][13] इस अवधि के समय, सुपरसोनिक विस्तार द्वारा कम तापमान पर तीव्र आणविक बीम से नैनोसमूह का उत्पादन किया गया। लेज़र वाष्पीकरण तकनीक के विकास ने आवर्त सारणी में तत्वों के स्पष्ट बहुमत के नैनोसमूह बनाना संभव बना दिया।

1960 के दशक की शुरुआत में एफ.ए. कॉटन द्वारा समूह शब्द का इस्तेमाल विशेष रूप से धातु-धातु बंध वाले यौगिकों को संदर्भित करने के लिए किया गया था।

1984 में एरिक ए. रोहल्फ़िंग, डोनाल्ड एम. कॉक्स और एंड्रयू कलडोर द्वारा पहली बार कार्बन समूह का पता लगाया गया था, प्रयोगों में जहां ग्रेफाइट को लेजर द्वारा वाष्पीकृत किया गया था और वाष्प को हीलियम वातावरण द्वारा समाप्त किया गया था। द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर के साथ संघनित उत्पादों के विश्लेषण से निश्चित स्थायित्व संख्या के साथ अणुओं की अधिकता का पता चला।[23] 1985 में उनके काम को हेरोल्ड क्रोटो, जेम्स आर. हीथ, सीन ओब्रायन, रॉबर्ट कर्ल और रिचर्ड स्माले द्वारा दोहराया गया, जिन्होंने प्रमुख C60 अणु के लिए काटे गए आईकोसाहेड्रोन संरचना का प्रस्ताव दिया, और इसके लिए नाम बकमिंस्टरफुल्लेरेने प्रस्तावित किया।[24] 1980 के दशक से अर्धचालक तत्वों के नैनोसमूह्, कंपाउंड समूह् और ट्रांजिशन धातु नैनो समूह् पर बेहतरीन काम हुआ है।[13]

धातु नैनोक्लस्टर्स में परमाणुओं का आकार और संख्या

जापानी गणितीय भौतिक विज्ञानी रोगो कुबो के अनुसार, ऊर्जा स्तरों के अंतर की भविष्यवाणी किसके द्वारा की जा सकती है

जहां EF फर्मी ऊर्जा है और N परमाणुओं की संख्या है। परिमाण परिरोध के लिए '𝛿' को तापीय ऊर्जा के बराबर होने का अनुमान लगाया जा सकता है (δ = kT), जहां k बोल्ट्जमैन स्थिरांक है और T तापमान है।[25][26]

संरचना और स्थिरता

[Te6](O3SCF3)2 के जालक का भाग।अंतर- और अंतर-त्रिकोण Te-Te दूरी क्रमशः 2.70 और 3.06 Å हैं।[27]

परमाणु समूहों के भौतिक और रासायनिक गुण समान संरचना वाले स्थूल ठोस से बहुत भिन्न होते हैं। अंतर इस तथ्य के कारण है कि उनके घटक परमाणुओं का एक बड़ा अंश उनकी सतह पर पाया जाता है। दो दर्जन से कम घटक परमाणुओं या अणुओं वाले समूह के अंतर्भाग के लिए, स्थिर विन्यास में सामान्यतः मुख्य सतह से सटे हुये अधिकांश या सभी परमाणु होते हैं, और इस प्रकार केवल आंशिक रूप से अन्य मूल तत्वों से बंधे होते हैं।

आणविक प्रजातियों के गुणों और अंतर्भाग में परमाणुओं की बढ़ती संख्या के साथ संबंधित स्थूल मिश्रण के गुणों के बीच एक क्रमिक संक्रमण होता है, क्योंकि इसकी सतह से सटे परमाणुओं का अंश लगभग N−1/3 के रूप में होगा ।अगर N 105 है, जब समूह को एक नैनोपार्टिकल माना जा सकता है, तो अंतर्भाग में लगभग 10% परमाणु ही इसकी सतह पर अनावृत होंगे। यह अभी भी महत्वपूर्ण प्रतिशत है, जो इस कारण का हिस्सा है कि नैनोकणों के गुण अभी भी स्थूल पदार्थों से काफी अलग हैं।

संक्रमण धातु समूह प्रायः दुर्दम्य धातु परमाणुओं से बने होते हैं। सामान्य धातु केंद्रों में विस्तारित डी-कक्षीय के साथ वैलेंस कक्षाओं के अनुकूल ओवरलैप के कारण स्थिर समूह बनते हैं। इस प्रकार, बाद की धातुओं के लिए कम ऑक्सीकरण अवस्था वाली धातुएँ और प्रारंभिक धातुओं के लिए मध्य-ऑक्सीकरण अवस्थाएँ स्थिर समूहों का निर्माण करती हैं। पॉलीन्यूक्लियर धातु कार्बोनिल सामान्यतः कम औपचारिक ऑक्सीकरण अवस्था के साथ देर से संक्रमण धातुओं में पाए जाते हैं। पॉलीहेड्रल प्रारूप इलेक्ट्रॉन जोड़ी सिद्धांत या केनेथ वेड के इलेक्ट्रॉन गिनती नियम कई धातु समूहों की स्थिरता और संरचनाओं में प्रवृत्तियों की भविष्यवाणी करते हैं। जेमिस एमएनओ नियमों ने धातु समूहों की सापेक्ष स्थिरता में अतिरिक्त अंतर्दृष्टि प्रदान की है।

सभी समूह स्थिर नहीं हैं। नैनोसमूह् की स्थिरता नैनोसमूह में परमाणुओं की संख्या, संयोजकता इलेक्ट्रॉन गणना और प्रावरण मंचक पर निर्भर करती है।[28]1990 के दशक में, हीर और उनके सहकर्मियों ने एक अक्रिय गैस की उपस्थिति में एक परमाणु समूह स्रोत के सुपरसोनिक विस्तार को एक निर्वात में इस्तेमाल किया और परमाणु समूह बीम का उत्पादन किया।।[26] हीर की टीम और ब्रैक एट अल को पता चला कि निर्मित धातु नैनोसमूह के कुछ द्रव्यमान स्थिर थे और स्थायित्व संख्या समूह की तरह थे।[29] इन स्थायित्व संख्या समूहों के परमाणुओं की संख्या या अंतर्भाग का आकार परमाणु गोले के बंद होने से मेल खाता है। एयू25(एसआर)18, एयू38(एसआर)24, एयू102(एसआर)44 और एयू144(एसआर)60 जैसे कुछ थिओलेटेड समूह् ने भी स्थायित्व संख्या स्थिरता दिखाई है[8] हक्किनन एट अल ने इस स्थिरता को एक सिद्धांत के साथ समझाया कि एक नैनोसमूह स्थिर है यदि संयोजक इलेक्ट्रॉनों की संख्या परमाणु ऑर्बिटल् के आवरण संवरक से मेल खाती है (1S2, 1P6, 1D10, 2S2 1F14, 2P6 1G18, 2D10 3S2 1H22.......)।

गैस-चरण समूह और फुलरीन

द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री माध्यम से गैस-चरण में भी अस्थिर समूहों को देखा जा सकता है, भले ही वे ऊष्मागतिक रूप से अस्थिर हो सकते हैं और संघनन पर आसानी से एकत्रित हो सकते हैं। इस तरह के नग्न समूह, यानी जो लिगैंड् द्वारा स्थिर नहीं होते हैं, प्रायः लेजर प्रेरित वाष्पीकरण - या पृथक - स्थूल धातु या धातु युक्त यौगिक द्वारा उत्पादित होते हैं। सामान्यतः, यह दृष्टिकोण आकार के वितरण का व्यापक वितरण करता है। उनकी इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं को फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी जैसी तकनीकों से पूछताछ की जा सकती है, जबकि इन्फ्रारेड मल्टीफ़ोटो पृथक्करण स्पेक्ट्रोस्कोपी,समूह ज्यामिति की अधिक जांच कर रही है।[30] उनके गुण (अभिक्रियाशीलता (रसायन विज्ञान), आयनीकरण क्षमता, HOMO-LUMO-अंतर) प्रायः एक स्पष्ट आकार निर्भरता दिखाते हैं। ऐसे समूहों के कुछ उदाहरण एल्यूमीनियम समूह सुपरपरमाणु के रूप में हैं और कुछ सोने के समूह हैं। कुछ धातु समूहों को धातु की सुगंध प्रदर्शित करने के लिए माना जाता है। कुछ कारकों में, लेज़र अपक्षरण प्रयोगों के परिणाम अलग-अलग यौगिकों में अनुवादित किए जाते हैं, और प्रमुख कारक कार्बन के समूह होते हैं जिन्हें फुलरीन कहा जाता है,जो विशेष रूप से सूत्र C60,C70और C84के साथ हैं। फुलरीन के गोले को छोटे अणुओं से भरा जा सकता है, जिससे एंडोहेड्रल फुलरीन बनता है।

संश्लेषण और स्थिरीकरण

ठोस अवस्था माध्यम

वस्तुतः किसी भी तत्व के नैनोसमूह बीम बनाने के लिए आणविक बीम का उपयोग किया जा सकता है। बड़े पैमाने पर चयन, पृथक्करण और विश्लेषण के लिए द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर के साथ मिलकर आणविक बीम तकनीकों के साथ उन्हें उच्च निर्वात में संश्लेषित किया जा सकता है। और यह अंत में संसूचक के साथ पता चला[31]

समूह स्रोत

सीडेड सुपरसोनिक नोज़ल सीडेड सुपरसोनिक नोज़ल का उपयोग अधिकतर निम्न-क्वथनांक धातु के समूह बनाने के लिए किया जाता है। इस स्रोत विधि में धातु को गर्म ओवन में वाष्पित किया जाता है। धातु वाष्प को अक्रिय वाहक गैस (सीड इन) के साथ मिलाया जाता है। वाष्प मिश्रण को एक छोटे छेद के माध्यम से एक निर्वात कक्ष में बाहर निकाल दिया जाता है, जिससे सुपरसोनिक आणविक किरण उत्पन्न होती है। निर्वात में विस्तार वाष्प को ठंडा करने वाली रूद्धोष्म प्रक्रिया को आगे बढ़ाता है। ठंडी धातु वाष्प अतिसंतृप्त बन जाती है, समूह रूप में संघनित होती है।

गैस एकत्रीकरण गैस एकत्रीकरण का उपयोग ज्यादातर नैनोकणों के बड़े समूहों को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है। धातु को वाष्पीकृत किया जाता है और ठंडी अक्रिय गैस के प्रवाह में प्रस्तावित किया जाता है, जिससे वाष्प अत्यधिक अतिसंतृप्त हो जाती है। अक्रिय गैस के कम तापमान के कारण, समूह उत्पादन मुख्य रूप से क्रमिक एकल-परमाणु जोड़ से आगे बढ़ता है।

लेज़र वाष्पीकरण लेज़र वाष्पीकरण स्रोत का उपयोग विभिन्न आकार और ध्रुवता के समूह बनाने के लिए किया जा सकता है। स्पंदित लेजर का उपयोग लक्ष्य धातु की छड़ को वाष्पीकृत करने के लिए किया जाता है और छड़ को सर्पिलाकार में घुमाया जाता है ताकि हर बार एक ताजा क्षेत्र वाष्पित हो सके। वाष्पित धातु वाष्प को ठंडी हीलियम गैस का उपयोग करके ठंडा किया जाता है, जिससे समूह का निर्माण होता है।

स्पंदित चाप समूह आयन यह लेजर वाष्पीकरण के समान है, लेकिन लक्ष्य धातु को वाष्पित करने के लिए एक तीव्र विद्युत निर्वहन का उपयोग किया जाता है।

आयन स्पटरिंग आयन स्पटरिंग स्रोत धातुओं के छोटे एकल आयनित समूह की एक तीव्र निरंतर किरण उत्पन्न करता है। उच्च ऊर्जावान अक्रिय गैस (क्रिप्टन और जीनॉन) आयनों के साथ सतह पर बमबारी करके समूह आयन बीम का उत्पादन किया जाता है। समूह उत्पादन प्रक्रिया अभी भी पूरी तरह से समझ में नहीं आई है।

द्रव-धातु आयन द्रव-धातु आयन स्रोत में जांच की जाने वाली धातु से एक सुई को गीला किया जाता है। धातु को गलनांक से ऊपर गर्म किया जाता है और एक विभवांतर लगाया जाता है। सुई की नोक पर एक बहुत ही उच्च विद्युत क्षेत्र नोक से निकलने वाली छोटी बूंदों के एक फुहार का कारण बनता है। प्रारंभ में बहुत गर्म और प्रायः बहुगुणित आयनित बूंदें बाष्पीकरणीय शीतलन और छोटे समूहों में विखंडन से गुजरती हैं।

द्रव्यमान विश्लेषक

वीन फिल्टर में द्रव्यमान पृथक्करण आयनित समूह बीम के लंबवत सजातीय विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के साथ किया जाता है। द्रव्यमान M,आवेश Q,और v के साथ आवेशित किए गए समूह पर शुद्ध बल E = Bv/c गायब हो जाता है। समूह आयनों को वोल्टेज V द्वारा ऊर्जा QV में त्वरित किया जाता है। फ़िल्टर से गुजरते हुए, M/Q = 2V/(Ec/B) वाले समूह अविचलित होते हैं। अविचलित समूह आयनों को उचित रूप से स्थित कोलिमेटरों के साथ चुना जाता है।

चतुष्कोणीय द्रव्यमान विश्लेषक चतुष्कोणीय द्रव्यमान विश्लेषक इस सिद्धांत पर काम करता है कि दो आयामी चौगुने क्षेत्र में आयन प्रक्षेपवक्र स्थिर होते हैं यदि क्षेत्र में डीसी घटक पर उचित आयाम और आवृत्ति के साथ एक एसी घटक लगाया जाता है। यह उनके द्रव्यमान-आवेश अनुपात के आधार पर नमूना आयनों को फ़िल्टर करने के लिए ज़िम्मेदार है।

उड्डयन द्रव्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपी का समय उड्डयन द्रव्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपी का समय में एक आयन गन, एक फील्ड-फ्री ड्रिफ्ट स्पेस और एक आयन समूह स्रोत होता है। तटस्थ समूह आयनित होते हैं, सामान्यतः स्पंदित लेजर या इलेक्ट्रॉन बीम प्रसंस्करण का उपयोग करते हैं। आयन गन उन आयनों को गति देती है जो फील्ड-फ्री ड्रिफ्ट स्पेस ( उड्डयन ट्यूब) से गुजरते हैं और अंततः आयन संसूचक से टकराते हैं। सामान्यतः एक दोलन दर्शी यंत्र आयनों के आगमन के समय को रिकॉर्ड करता है। द्रव्यमान की गणना उड़ान के माप समय से की जाती है।

आणविक बीम क्रोमैटोग्राफी इस पद्धति में, एक लेजर वाष्पीकृत समूह स्रोत में उत्पादित समूह आयनों को बड़े पैमाने पर चुना जाता है और प्रवेश और निकास एपर्चर के साथ एक लंबी निष्क्रिय-गैस-भरी ड्रिफ्ट ट्यूब में प्रस्तावित किया जाता है। चूंकि समूह गतिशीलता अक्रिय गैस के साथ टकराव की दर पर निर्भर करती है, वे समूह की आकृति और माप के प्रति संवेदनशील होते हैं।

जलीय माध्यम

सामान्य तौर पर, एक जलीय माध्यम में धातु नैनोसमूह को दो चरणों में संश्लेषित किया जाता है धातु आयनों की शून्य-संयोजी स्थिति में अपचयन और नैनोसमूह् का स्थिरीकरण। स्थिरीकरण के बिना, धातु नैनोसमूह एक दूसरे के साथ दृढ़ता से परस्पर क्रिया करेंगे और बड़े कणों को बनाने के लिए अपरिवर्तनीय रूप से एकत्रित होंगे।

अपचयन

चांदी के आयन को शून्य-संयोजी चांदी के परमाणुओं में अपचयित करने के लिए कई तरीके बताए गए हैं:

  • रासायनिक अपचयन रासायनिक अपचायक चांदी के आयनों को चांदी के नैनोसमूह में अपचयित कर सकते हैं। रासायनिक अपचायक के कुछ उदाहरण हैं सोडियम बोरोहाइड्राइड (NaBH4) और सोडियम हाइपोफॉस्फाइट (NaPO2H2.H2O) उदाहरण के लिए, डिक्सन और उनकी शोध टीम ने सोडियम बोरोहाइड्राइड का उपयोग करके डीएनए में चांदी के नैनोसमूह् को संश्लेषित किया है।[15][14]
  • विद्युत रासायनिक अपचयन डोडेकेनेथिओल [डी] और टेट्राब्यूटाइलमोनियम जैसे स्थिर एजेंटों की उपस्थिति में अपचायक का उपयोग करके चांदी के नैनोसमूह् को विद्युत रासायनिक रूप से अपचयित किया जा सकता है। [17]
  • फोटोअपचयन चांदी के नैनोसमूह् को पराबैंगनी प्रकाश, दृश्य या अवरक्त प्रकाश का उपयोग करके उत्पादित किया जा सकता है। फोटो अपचयन प्रक्रिया के अशुद्धियों की शुरूआत से बचना, तेजी से संश्लेषण और नियंत्रित अपचयन जैसे कई फायदे हैं । उदाहरण के लिए डियाज़ और उनके सहकर्मियों ने पीएमएए बहुलक की उपस्थिति में चांदी के आयनों को नैनोसमूह में अपचयित करने के लिए दृश्य प्रकाश का उपयोग किया है। कुंवर एट अल ने अवरक्त लाइट का उपयोग करके चांदी के नैनोसमूह् का उत्पादन किया।[2][6]
  • अन्य अपचयन के तरीके गामा किरणों, माइक्रोकिरणों या अल्ट्रासाउंड के साथ चांदी के आयनों को अपचयित करके चांदी के नैनोसमूह भी बनते हैं। उदाहरण के लिए जलीय घोलों में गामा अपचयन तकनीक द्वारा निर्मित चांदी के नैनोसमूह् जिनमें सोडियम पॉलीएक्रिलेट या आंशिक रूप से कार्बोक्सिलेटेड पॉलीएक्रिलामाइड या ग्लूटेरिक अम्ल होते हैं। लिन्जा ली ने माइक्रोकिरणों को विकिरणित करके पीएमएए में प्रतिदीप्तचांदी के नैनोसमूह् तैयार किए, जिनमें सामान्यतः लाल रंग का उत्सर्जन होता है। इसी तरह सुस्लीक एट अल ने पीएमएए बहुलक की उपस्थिति में उच्च अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके चांदी के नैनोसमूह् को संश्लेषित किया है।[6][16]

स्थिरीकरण

क्रायोजेनिक गैस अणुओं का उपयोग ठोस अवस्था में नैनोकलस्टर संश्लेषण के लिए ढाँचे के रूप में किया जाता है।[9] जलीय माध्यम में नैनोसमूह् को स्थिर करने के दो सामान्य तरीके हैं: स्थिर वैद्युत (आवेशित, या अकार्बनिक) स्थिरीकरण और त्रिविमीप्रभाव (कार्बनिक) स्थिरीकरण। स्थिर वैद्युत स्थिरीकरण प्रायः-इलेक्ट्रोफाइल धातु की सतह पर आयनों के सोखने से होता है, जो एक विद्युत की दोहरी परत बनाता है। इस प्रकार, अलग-अलग कणों के बीच यह कूलम्ब प्रतिकर्षण बल उन्हें समूह के बिना स्वतंत्र रूप से बहने की अनुमति नहीं देगा। जबकि दूसरी ओर त्रिविमीस्थिरीकरण में, धातु केंद्र त्रिविमीरूप से स्थूल सामग्री की परतों से घिरा होता है। ये बड़े अधिशोषक एक त्रिविम अवरोध प्रदान करते हैं जो धातु कण केंद्रों के निकट संपर्क को रोकता है।[6]

थिओल्स थिओल्स और सोने और चांदी के बीच परस्पर क्रिया के कारण थिओल युक्त छोटे अणु धातु नैनोकणों के संश्लेषण में सबसे अधिक अपनाए जाने वाले स्थिरक हैं। ग्लूटाथियोन को सोडियम बोरोहाइड्राइड (NaBH4) के साथ ग्लूटाथियोन की उपस्थिति में Au3+ को अपचयित करके दृश्यमान चमक के साथ सोने के नैनोसमूह को संश्लेषित करने के लिए एक उत्कृष्ट स्थिरक के रूप में दिखाया गया है। इसके अलावा अन्य थियोल जैसे कि टियोप्रोनिन, फेनिलथाइलथिओलेट, थियोलेट α-साइक्लोडेक्सट्रिन और 3-मर्कैप्टोप्रोपियोनिक अम्ल और द्विदंती डायहाइड्रोलिपोइक अम्ल अन्य थिओलेटेड यौगिक हैं जिनका उपयोग वर्तमान में धातु नैनोसमूह के संश्लेषण में किया जा रहा है। आकार के साथ-साथ नैनोसमूह की ल्यूमिनेसेंस दक्षता थिओल-धातु मोल अनुपात पर संवेदनशील रूप से निर्भर करती है। अनुपात जितना अधिक होगा, नैनोसमूह उतने ही छोटे होंगे। थियोल-स्थिकृत नैनोसमूह् को मजबूत और साथ ही हल्के अपचायक का उपयोग करके उत्पादित किया जा सकता है। थिओल्ड धातुनैनोसमूह् ज्यादातर मजबूत अपचायक सोडियम बोरोहाइड्राइड (NaBH4) का उपयोग करके उत्पादित किए जाते हैं। | हल्के अपचायक टेट्राकिस (हाइड्रॉक्सीमिथाइल) फॉस्फोनियम (टीएचपीसी) का उपयोग करके सोने के नैनोसमूह संश्लेषण भी प्राप्त किया जा सकता है। यहां स्थिरक के रूप में एक ज़्विटरियोनिक थियोलेट लिगैंड, डी-पेनिसिलमाइन (डीपीए) का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, थिओल्स के साथ बड़े नैनोकणों को रासायनिक उत्कीर्णन करके नैनोसमूह् का उत्पादन किया जा सकता है। अन्य कैपिंग एजेंटों द्वारा स्थिर किए गए बड़े नैनोकणों को उकेरने के लिए थिओल्स का उपयोग किया जा सकता है।

डेंड्रिमर्स डेंड्रिमर्स का उपयोग नैनोसमूह् को संश्लेषित करने के लिए नमूने के रूप में किया जाता है। पॉली (एमिडोअमाइन) डेंड्रिमर (PAMAM) में सन्निहित सोने के नैनोसमूह् को सफलतापूर्वक संश्लेषित किया गया है। PAMAM विभिन्न पीढ़ियों के साथ बार-बार शाखित अणु होते हैं। नैनोसमूह् के प्रतिदीप्ति गुण संश्लेषण के लिए नमूने के रूप में उपयोग किए जाने वाले डेंड्रिमर्स के प्रकारों पर संवेदनशील रूप से निर्भर हैं। अलग-अलग टेम्प्लेट में सन्निहित धातुनैनोसमूह् विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर अधिकतम उत्सर्जन दिखाते हैं। प्रतिदीप्ति संपत्ति में परिवर्तन मुख्य रूप से कैपिंग एजेंटों द्वारा सतह संशोधन के कारण होता है। सामान्यतः PAMAM में सन्निहित सोने के नैनोसमूह् नीले-उत्सर्जक होते हैं, लेकिन स्पेक्ट्रम को पराबैंगनी से निकट-अवरक्त (NIR) क्षेत्र में ट्यून किया जा सकता है और सापेक्ष PAMAM सोने की सघनता और डेंड्रिमर पीढ़ी को विविध किया जा सकता है। तैयार किए गए छोटे सोने के नैनोसमूह् के विलयन में मर्कैप्टौंडेकेनोइक अम्ल (Mयूए) को जोड़कर हरे-उत्सर्जक सोने के नैनोसमूह् को संश्लेषित किया जा सकता है। नवीन अपचयित किए गए लिपोइक अम्ल (डीएचएलए) सोने के नैनोसमूह् (एयू @ डीएचएलए) के अलावा लाल उत्सर्जक फ्लोरोफोरस बन जाते हैं।[6][7]

बहुलक प्रचुर मात्रा में कार्बोज़ाइलिक अम्ल समूहों वाले बहुलक की पहचान अत्यधिक प्रतिदीप्त, पानी में घुलनशील चांदी के नैनोसमूह् को संश्लेषित करने के लिए आशाजनक नमूने के रूप में की गई थी। प्रतिदीप्त चांदी के नैनोसमूह् को पॉली (मेथैक्रेलिक अम्ल), पॉली के माइक्रोजेल (N-आइसोप्रोपाइलऐक्रिलामाइड-एक्रिलिक अम्ल-2-हाइड्रॉक्सीएथाइल) पॉलीग्लिसरॉल-ब्लॉक-पॉली (एक्रिलिक अम्ल) सहबहुलक पॉलीइलेक्ट्रोलाइट, पॉली (पाली (मेथैक्रेलिक अम्ल)) (PMAA) पर सफलतापूर्वक संश्लेषित किया गया है।[10] सोने के नैनोसमूह् को पॉलीइथाइलीनिमाइन (पीईआई) और पॉली (एन-विनाइलपीरोलिडोन) (पीवीपी) नमूने के साथ संश्लेषित किया गया है। रेखीय पॉलीएक्रिलेट्स, पॉली (मेथैक्रेलिक अम्ल), फोटो अपचयन द्वारा पानी के घोल में चांदी के नैनोसमूह तैयार करने के लिए एक उत्कृष्ट ढाँचे के रूप में कार्य करते हैं। पॉली (मेथैक्रेलिक अम्ल) -स्थिर नैनोकल में उत्कृष्ट उच्च क्वांटम उपज होती है और इसे अन्य ढाँचे या विलायक में स्थानांतरित किया जा सकता है और स्थानीय पर्यावरण को समझ सकता है।[2][6][7][8][9][32][33]

डीएनए, प्रोटीन और पेप्टाइड्स धातु नैनोसमूह् को संश्लेषित करने के लिए डीएनए ओलिगोन्यूक्लिओटाइड अच्छे नमूने हैं। चांदी के आयन एकल-फंसे डीएनए में साइटोसिन क्षार के लिए एक उच्च संबंध रखते हैं जो डीएनए को छोटे चांदी के नैनोसमूह् को संश्लेषित करने के लिए एक आशाजनक उम्मीदवार बनाता है। लूप में साइटोसिन की संख्या Ag NC की स्थिरता और प्रतिदीप्ति को ट्यून कर सकती है। अत्यधिक प्रतिदीप्त धातु नैनोसमूह् को संश्लेषित करने के लिए पेप्टाइड्स और प्रोटीन जैसे जैविक बृहदणु का उपयोग नमूने के रूप में भी किया गया है। छोटे पेप्टाइड् की तुलना में, बड़े और जटिल प्रोटीनों में प्रचुर मात्रा में बाध्यकारी साइटें होती हैं जो संभावित रूप से धातु के आयनों को बांध सकती हैं और अपचयित कर सकती हैं, इस प्रकार छोटे धातु नैनोसमूह् के नमूने-संचालित गठन के लिए बेहतर ढाँचे प्रदान करती हैं। साथ ही एंजाइमो के उत्प्रेरक कार्य को बहु-कार्यात्मक नैनो संपरीक्षक के निर्माण को संभव बनाने के लिए एक समूह में धातु नैनोसमूह् की प्रतिदीप्ति गुण के साथ जोड़ा जा सकता है।[6][8][9][7][15] ताकि बहु-कार्यात्मक नैनो संपरीक्षक का निर्माण संभव हो सके।

अकार्बनिक ढाँचे धातु के नैनोसमूह् को संश्लेषित करने के लिए ग्लास और ज़ीइलाइट जैसी अकार्बनिक सामग्री का भी उपयोग किया जाता है। स्थिरीकरण मुख्य रूप से समूहों के स्थिरीकरण से होता है और इस प्रकार बड़े नैनोकणों के निर्माण के लिए उनकी प्रवृत्ति को रोकता है। पहले धातु आयन के डोप्ड ग्लास तैयार किए जाते हैं और बाद में लेजर विकिरण द्वारा प्रतिदीप्त नैनोसमूह बनाने के लिए धातु आयन के डोप्ड ग्लास को सक्रिय किया जाता है। जिओलाइट्स में, छिद्र जो एंगस्ट्रॉम आकार सीमा में होते हैं, उन्हें धातु आयनों के साथ लोड किया जा सकता है और बाद में या तो गर्मी उपचार, यूवी प्रकाश उत्तेजना, या दो-फोटॉन उत्तेजना द्वारा सक्रिय किया जा सकता है। सक्रियण के दौरान, चांदी के आयन नैनोसमूह बनाने के लिए गठबंधन करते हैं जो सीमित घेरे के आयामों के कारण केवल ओलिगोमेरिक आकार तक बढ़ सकते हैं।[6][34]

छोटे अणु CuNCs के संश्लेषण के लिए कुछ छोटे अणुओं को अपचायक के रूप में भी उपयोग किया जाता है। ये छोटे अणु सामान्यतः थिओल्स या कार्बोक्सिल समूह होते हैं, जो धातु के लवणों के लिए अच्छी न्यूनता और धातु आयनों के लिए आत्मीयता प्रदर्शित करते हैं। अल्ट्रासोनिक उपचार द्वारा GSH-संरक्षित CuNCs के तेजी से संश्लेषण के लिए एक विधि है। GSH को एक जलीय घोल में Cu (II) आयनों के साथ मिलाया गया था, और NaOH का उपयोग करके pH को 6.0 पर समायोजित किया गया था, इसके बाद 15 मिनट के लिए अल्ट्रासोनिक उपचार किया गया था। शुद्धिकरण के बाद लाल उत्सर्जक प्रतिदीप्त CuNCs प्राप्त किए गए थे। संरचनात्मक और प्रकाशीय विश्लेषण से पता चला है कि उच्च घनत्व ने NCs के बीच और भीतर सह-बंधुता Cu(I)···Cu(I) परस्परक्रिया को बढ़ाया, और लिगैंड के आंतरआण्विक कंपन और घूर्णन को बाधित किया। स्वयंजोड़ित रणनीति भी घटक में CuNCs की नियमितता को समायोजित करने की अनुमति देती है, जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न उत्सर्जन रंगों के साथ बहुरूपी CuNCs घटक होते हैं।[35]

गुण

चुंबकीय गुण

नैनोसमूह में अधिकांश परमाणु सतही परमाणु होते हैं। इस प्रकार, यह उम्मीद की जाती है कि एक समूह में एक परमाणु का चुंबकीय क्षण एक स्थूल पदार्थ से बड़ा होगा। धातु समूहों में कम समन्वय, कम आयामीता और बढ़ती अंतर-परमाणु दूरी नैनोसमूह् में चुंबकीय क्षण को बढ़ाने में योगदान करती है। धातु के नैनोसमूह भी चुंबकीय गुणों में परिवर्तन दिखाते हैं। उदाहरण के लिए, वैनेडियम और रोडियाम बल्क में अनुचुंबकत्व हैं लेकिन नैनोसमूह् में लोह चुंबकत्व बन जाते हैं। इसके अलावा, मैंगनीज स्थूल में प्रतिलौहचुम्बकीय है लेकिन नैनोसमूह् लौहचुम्बकीय है। एक छोटा नैनोसमूह एक नैनोचुम्बकीय है, जिसे केवल इसकी संरचना को बदलकर गैर-चुंबकीय बनाया जा सकता है। तो वे एक नैनोचुम्बकीय स्विच का आधार बना सकते हैं।[8][13]

अभिक्रियाशीलता गुण

बड़े सतह-से-आयतन अनुपात और सतह के परमाणुओं का कम समन्वय नैनोसमूह् की अनूठी अभिक्रियाशीलता के प्राथमिक कारण हैं। इस प्रकार, नैनोसमूह व्यापक रूप से उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किए जाते हैं।[16] सोने के नैनोसमूह उत्प्रेरक का एक उत्कृष्ट उदाहरण है। जबकि स्थूल सोना, यह नैनोमीटर पैमाने पर कम होने पर अत्यधिक अभिक्रियाशील हो जाता है। समूह की अभिक्रियाशीलता को नियंत्रित करने वाले गुणों में से एक इलेक्ट्रॉन बंधुता है। आवर्त सारणी में किसी भी पदार्थ की तुलना में क्लोरीन में उच्चतम इलेक्ट्रॉन बंधुता होती है। समूहों में उच्च इलेक्ट्रॉन संबंध हो सकते हैं और उच्च इलेक्ट्रॉन संबंध वाले नैनोसमूह को सुपर हैलोजन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। सुपर हैलोजन धातु के परमाणु होते हैं जो हैलोजन परमाणुओं से घिरे होते हैं।[8][13]

प्रकाशीय गुण

सामग्रियों के प्रकाशीय गुण उनकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना और ऊर्जा अंतराल द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। उच्चतम अधिकृत आणविक कक्षीय और निम्नतम खाली आणविक कक्षीय (HOMO/LUMO) के बीच ऊर्जा अंतर एक नैनोसमूह के आकार और संरचना के साथ भिन्न होता है। इस प्रकार, नैनोसमूह् के प्रकाशीय गुण बदलते हैं। इसके अलावा, अंतराल को अलग-अलग लिगेंड या पृष्ठ सक्रिय कारक के साथ नैनोसमूह् को परत चढ़ा करके संशोधित किया जा सकता है। नैनोसमूह को टेलर्ड बैंड अंतराल के साथ डिजाइन करना भी संभव है और इस प्रकार नैनोसमूह के आकार और परत को ट्यून करके प्रकाशीय गुणों को तैयार करना संभव है।[3][6][8][13]

अनुप्रयोग

नैनोसमूह् में संभावित रूप से अनुप्रयोग के कई क्षेत्र होते हैं क्योंकि उनके पास अद्वितीयप्रकाशीय, विद्युत, चुंबकीय और अभिक्रियात्मक गुण होते हैं। नैनोसमूह् जैव संगत, विशेष रूप से सूक्ष्म हैं, और उज्ज्वल उत्सर्जन प्रदर्शित करते हैं, इसलिए प्रतिदीप्ति जैव प्रतिबिंबन या कोशिकीय लेबलिंग के लिए आशाजनक उम्मीदवार हैं। इन विट्रो और विवो दोनों में अध्ययन के लिए फ्लोरोफोरस के साथ नैनोसमूह् का व्यापक रूप से अभिरंजन कोशिकाओं के लिए उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, नैनोसमूह् का उपयोग संवेदन और पहचान अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।[36] वे प्रतिदीप्ति शमन के आधार पर एक जलीय घोल में तांबे और पारा (तत्व) आयनों का पता लगाने में सक्षम हैं। साथ ही नैनोसमूह् का उपयोग करके कई छोटे अणुओं, जैविक संस्थाओं जैसे जैविक अणुओं, प्रोटीन, डीएनए और आरएनए का पता लगाया जा सकता है। अद्वितीय अभिक्रियाशीलता, गुण और नैनोसमूह् में परमाणुओं के आकार और संख्या को नियंत्रित करने की क्षमता एक उत्प्रेरक प्रक्रिया में गतिविधि बढ़ाने और चयनात्मकता को समस्वरण करने के लिए एक मूल्यवान तरीका साबित हुई है। इसके अलावा चूंकि नैनोपार्टिकल् चुंबकीय सामग्री हैं और इन्हें ग्लास में अंतर्निहित किया जा सकता है इसलिए इन नैनोसमूह् का उपयोग प्रकाशीय आंकड़ा भंडारण में किया जा सकता है जिसका उपयोग आंकड़े के किसी भी नुकसान के बिना कई वर्षों तक किया जा सकता है।[3][6][7][8][9]

समूह यौगिकों के प्रमुख परिवार

Cp*10Al50 की संरचना, दस पेंटामेथिलसाइक्लोपेंटैडिएनिल लिगैंड्स में लिपटे एल्यूमीनियम के एक अंतर्भाग का खुलासा करती है।[37]

अनंत प्रकार के यौगिक होते हैं जिनके अणु परमाणु समूह होते हैं या उनके मूल में ऐसे समूह होते हैं। नीचे कुछ वर्ग हैं जिन पर शोधकर्ताओं ने पर्याप्त ध्यान दिया है।

मेटालोकार्बोहेड्रीन्स

मेटालोकार्बोहेड्रीन्स (या शॉर्ट के लिए मेट-कार) M
8
C
12
आणविक सूत्र वाले समूहों का एक परिवार है , जहाँ M टाइटेनियम, वैनेडियम, ज़िरकोनियम, नाइओबियम, हेफ़नियम, मोलिब्डेनम, क्रोमियम या आयरन जैसी संक्रमणकालीन धातु है। उपयुक्त हाइड्रोकार्बन वाले वातावरण में वांछित धातु को लेजर से वाष्पीकृत करके उन्हें उत्पन्न किया जा सकता है। दो टीआई-सी इलेक्ट्रोड के बीच एक विद्युत चाप द्वारा उत्पन्न कालिख में, 1% या उससे कम की सान्द्रता पर भी उनका पता लगाया गया है। वे एक घन के कोनों पर धातु के परमाणुओं की सुविधा देते हैं, लेकिन कार्बन परमाणुओं को अंदर की ओर धकेल दिया जाता है ताकि उस घन के फलक के साथ लगभग समतलीय हो।

ज़िंटल समूह

ज़िंटल चरण में नग्न ऋणायनी समूह होते हैं जो उग्र मुख्य समूह पी तत्वों के अपचयन से उत्पन्न होते हैं, ज्यादातर धातु या अर्ध धातु, क्षार धातुओं के साथ, प्रायः निर्जल तरल अमोनिया या एथिलीनडायमाइन में विलयन के रूप में होते हैं[38] ज़िंटल आयनों के उदाहरण हैं [Bi3]3−, [Sn9]4−−,[Pb9]4−,और [Sb7]3−[39] यद्यपि इन प्रजातियों को "नग्न समूह" कहा जाता है, वे सामान्यतः क्षार धातु के धनायन से दृढ़ता से जुड़े होते है। कुछ उदाहरणों को क्षार धातु के धनायन के क्रिप्टेट परिसरों का उपयोग करके अलग किया गया है, उदाहरण के लिए, [Pb10]2− ऋणायन, जो एक छायादार वर्ग प्रतिप्रिज्मीय आकार की विशेषता है। वेड के नियम (2n+2) के अनुसार समूह इलेक्ट्रॉनों की संख्या 22 है और इसलिए यह एक क्लोजो समूह है। यौगिक 2.2.2-क्रिप्ट के साथ एथिलीन डायमाइन में PPh3AuCl (टेट्राक्लोरोऑरिक अम्ल और ट्राइफेनिलफॉस्फीन की अभिक्रिया द्वारा) में Au+ द्वारा K4Pb9 के ऑक्सीकरण से तैयार किया जाता है। इस प्रकार के समूह को पहले से ही एंडोहेड्रल के रूप में जाना जाता था [NiPb10]2− (संरचना में एक निकल परमाणु होता है)। आइकोसाहेड्रल टिन समूह [Sn12]2− या स्टैनास्फेरीन ऋणायन एक अन्य क्लोजो संरचना है जिसे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ देखा गया है (लेकिन अलग नहीं किया गया है)।[40][41] 6.1 एंग्स्ट्रॉम के आंतरिक व्यास के साथ, यह फुलरीन के तुलनीय आकार का है और एंडोहेड्रल फुलरीन के समान ही छोटे परमाणुओं को समाहित करने में सक्षम होना चाहिए, और वास्तव में एक Sn12 सम्मिलित है,समूह जिसमें Ir परमाणु होता है: [Ir@Sn12]3−.[42]


यह भी देखें

आगे पढ़ना (समीक्षा)

  • Schnöckel, Hansgeorg (2010). "मेटलॉइड अल और गा क्लस्टर्स की संरचनाएं और गुण धातुओं के निर्माण और विघटन के दौरान मूलभूत रासायनिक और भौतिक प्रक्रियाओं की विविधता और जटिलता के प्रति हमारी आंखें खोलते हैं". Chemical Reviews. 110 (7): 4125–4163. doi:10.1021/cr900375g. PMID 20540559.
  • Yano, Junko; Yachandra, Vittal (2014). "Mn4प्रकाश संश्लेषण में Ca क्लस्टर: पानी कहाँ और कैसे डाइऑक्सीजन में ऑक्सीकृत होता है". Chemical Reviews. 114 (8): 4175–4205. doi:10.1021/cr4004874. PMC 4002066. PMID 24684576.
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बाहरी संबंध

  • http://cluster-science.net - scientific community portal for clusters, fullerenes, nanotubes, nanostructures, and similar small systems