View source for నానోక్లస్టర్

1=రసాయన శాస్త్రం

'''నానోక్లస్టర్లు''' (Nanoclusters) అనేవి పరమాణుపరంగా ఖచ్చితమైన, స్పటికాకార పదార్థాలు. ఇవి సాధారణంగా 0–2 నానోమీటర్ల పరిమాణంలో ఉంటాయి. ఇవి సెమీకండక్టర్ మరియు మెటాలిక్ నానోక్రిస్టల్స్ వంటి పెద్ద పదార్థాల సంశ్లేషణ సమయంలో ఏర్పడే గతిశీల స్థిరమైన మధ్యంతర పదార్థాలుగా పరిగణించబడతాయి. నానోక్లస్టర్లను అధ్యయనం చేయడానికి నిర్వహించిన పరిశోధనలలో ఎక్కువ భాగం వాటి స్పటిక నిర్మాణాలను వర్ణించడం మరియు పెద్ద పదార్థాల కేంద్రక మరియు వృద్ధి యంత్రాంగాలలో వాటి పాత్రను అర్థం చేసుకోవడంపై దృష్టి సారించాయి.

పదార్థాలను మూడు వేర్వేరు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు: బల్క్ (స్థూల), [[నానోపార్టికల్]]లు మరియు '''నానోక్లస్టర్లు'''. బల్క్ లోహాలు [[విద్యుత్ వాహకాలు]] మరియు మంచి ఆప్టికల్ పరావర్తనాలు, మరియు మెటల్ నానోపార్టికల్స్ ఉపరితల [[ప్లాస్మోన్]] [[రెసొనెన్స్]] కారణంగా తీవ్రమైన రంగులను ప్రదర్శిస్తాయి.<ref name="ARPC">(2007). "Highly Fluorescent Noble Metal Quantum Dots". ''Annual Review of Physical Chemistry''. C 58 409–431. doi:[https://doi.org/10.1146/annurev.physchem.58.032806.104546 10.1146/annurev.physchem.58.032806.104546].</ref> అయితే, మెటల్ నానోక్లస్టర్ల పరిమాణం మరింత తగ్గి నానోక్లస్టర్‌గా ఏర్పడినప్పుడు, [[ఎలక్ట్రానిక్ బ్యాండ్ నిర్మాణం|బ్యాండ్ నిర్మాణం]] విచ్ఛిన్నమై, [[అణువు]]ల శక్తి స్థాయిల మాదిరిగానే వివిక్త [[శక్తి స్థాయిలు]]గా మారుతుంది.<ref name="nanoscale">(2011). "Fluorescent silver nanoclusters". ''Nanoscale''. 3 (5) 1963–70. doi:[https://doi.org/10.1039/c1nr00006c 10.1039/c1nr00006c].</ref><ref name="ARPC" /><ref name="W">(2006). "Synthesis, Structure and Properties of Metal Nanoclusters". ''Chemical Society Reviews''. 35 (11) 1162–1194. doi:[https://doi.org/10.1039/b517312b 10.1039/b517312b].</ref><ref name="NT">(2011). "Ultra-Small Fluorescent Metal Nanoclusters: Synthesis and Biological Applications". ''Nano Today''. 6 (4) 401–418. doi:[https://doi.org/10.1016/j.nantod.2011.06.004 10.1016/j.nantod.2011.06.004].</ref><ref name="JPC">(2015). "Fluorescence from Molecular Silver Nanoparticles". ''Journal of Physical Chemistry''. C 119 (35) 20728–20734. doi:[https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b05735 10.1021/acs.jpcc.5b05735].</ref> ఇది నానోక్లస్టర్లకు ఒకే అణువు వంటి లక్షణాలను ఇస్తుంది<ref>(2018). "Chemistry and Structure of Silver Molecular Nanoparticles". ''Accounts of Chemical Research''. 51 (12) 3104–3113. doi:[https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00445 10.1021/acs.accounts.8b00445].</ref> మరియు ఇది [[ప్లాస్మోనిక్]] ప్రవర్తనను ప్రదర్శించదు; నానోక్లస్టర్లు పరమాణువులకు మరియు నానోపార్టికల్లకు మధ్య వారధిగా పిలువబడతాయి.<ref>(2018). "Chemistry and Structure of Silver Molecular Nanoparticles". ''Accounts of Chemical Research''. 51 (12) 3104–3113. doi:[https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00445 10.1021/acs.accounts.8b00445].</ref><ref name=nanoscale/><ref name=ARPC/><ref name=W/><ref name=NT/><ref name=JPC/><ref name=e/><ref name=chk>(2012). "The Superstable 25 kDa Monolayer Protected Silver Nanoparticle: Measurements and Interpretation as an Icosahedral Ag152(SCH2CH2Ph)60 Cluster". ''Nano Letters''. 12 (11) 5861–5866. doi:[https://doi.org/10.1021/nl303220x 10.1021/nl303220x].</ref><ref name=l4/><ref name=xu>(2010). "Sonochemical Synthesis of Highly Fluorescent Silver Nanoclusters". ''ACS Nano''. 4 (6) 3209–3214. doi:[https://doi.org/10.1021/nn100987k 10.1021/nn100987k].</ref><ref name=G>(2012). "Single step electro-chemical synthesis of hydrophilic/hydrophobic Ag5 and Ag6 blue luminescent clusters". ''Nanoscale''. 4 (24) 7632–7635. doi:[https://doi.org/10.1039/c2nr31994b 10.1039/c2nr31994b].</ref> నానోక్లస్టర్లను మాలిక్యులర్ నానోపార్టికల్స్ అని కూడా పిలవవచ్చు.<ref>(2015). "M4Ag44(p-MBA)30 Molecular Nanoparticles". ''Journal of Physical Chemistry C''. 119 (20) 11238–11249. doi:[https://doi.org/10.1021/jp512237b 10.1021/jp512237b].</ref>

== నానోక్లస్టర్ల చరిత్ర ==
[[బక్ మిన్‌స్టర్ ఫుల్లరీన్]] (C<sub>60</sub>) వంటి స్థిరమైన నానోక్లస్టర్ల ఏర్పాటు ప్రారంభ విశ్వంలోనే జరిగిందని సూచించబడింది.<ref>(2015). "Laboratory confirmation of C60+ as carrier of two diffuse interstellar bands". ''Nature''. 523 (7560) 322–325. doi:[https://doi.org/10.1038/nature14566 10.1038/nature14566].</ref><ref name=e/>

గతంలోకి వెళితే, కనుగొనబడిన మొదటి నానోక్లస్టర్ అయాన్లు 1930లలో అధ్యయనం చేయబడిన ఇంటర్ మెటాలిక్ పదార్థాలైన [[జింట్ల్ ఫేజ్]]లు.

నానోక్లస్టర్లను ఉద్దేశపూర్వకంగా రూపొందించడానికి చేసిన మొదటి ప్రయోగాలను 1950లు మరియు 1960లలో చూడవచ్చు.<ref name=e/> ఈ కాలంలో, సూపర్ సోనిక్ విస్తరణ ద్వారా తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద తీవ్రమైన మాలిక్యులర్ బీమ్స్ నుండి నానోక్లస్టర్లు ఉత్పత్తి చేయబడ్డాయి. [[లేజర్ వేపరైజేషన్]] సాంకేతికత అభివృద్ధి ఆవర్తన పట్టికలోని మూలకాలలో ఎక్కువ భాగం నానోక్లస్టర్లను సృష్టించడం సాధ్యం చేసింది. 1980ల నుండి, [[సెమీకండక్టర్]] మూలకాలు, సమ్మేళన క్లస్టర్లు మరియు [[ట్రాన్సిషన్ మెటల్]] నానోక్లస్టర్లపై అపారమైన పని జరిగింది.<ref name=e/>

సబ్-నానోమెట్రిక్ మెటల్ క్లస్టర్లు సాధారణంగా 10 కంటే తక్కువ పరమాణువులను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఒక నానోమీటర్ కంటే తక్కువ పరిమాణంలో ఉంటాయి.<ref>(2012). "Sub-nanometre sized metal clusters: from synthetic challenges to the unique property discoveries". ''Chemical Society Reviews''. 41 (9) 3594–4123. doi:[https://doi.org/10.1039/c2cs15325d 10.1039/c2cs15325d].</ref><ref>(2022). "First-principles modelling of the new generation of subnanometric metal clusters: Recent case studies". ''Journal of Colloid and Interface Science''. 612 737–759. doi:[https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.12.186 10.1016/j.jcis.2021.12.186].</ref><ref>(2022). "Exploring the materials space in the smallest particle size range: from heterogeneous catalysis to electrocatalysis and photocatalysis". ''Physical Chemistry Chemical Physics''. 24 (20) 12083–12115. doi:[https://doi.org/10.1039/d1cp05677h 10.1039/d1cp05677h].</ref><ref>(2024). "Advances in Naked Metal Clusters for Catalysis". ''ChemPhysChem''. 25 (10). doi:[https://doi.org/10.1002/cphc.202300715 10.1002/cphc.202300715].</ref><ref>(2024). "An Ab Initio Journey toward the Molecular-Level Understanding and Predictability of Subnanometric Metal Clusters". ''Small Structures''. 5 (10). doi:[https://doi.org/10.1002/sstr.202400147 10.1002/sstr.202400147].</ref>

== మెటల్ నానోక్లస్టర్లలో పరిమాణం మరియు పరమాణువుల సంఖ్య ==
జపనీస్ గణిత భౌతిక శాస్త్రవేత్త [[Ryogo Kubo]] ప్రకారం, శక్తి స్థాయిల అంతరాన్ని ఇలా అంచనా వేయవచ్చు:
<blockquote><math>\delta=\frac{E_{\rm F}}{N}</math></blockquote>
ఇక్కడ ''E''<sub>F</sub> అనేది [[ఫెర్మి శక్తి]] మరియు ''N'' అనేది పరమాణువుల సంఖ్య. [[క్వాంటం కన్ఫైన్‌మెంట్]] కోసం '''𝛿''' ను [[ఉష్ణ శక్తి]]కి (''&delta;'' = ''kT'') సమానంగా అంచనా వేయవచ్చు, ఇక్కడ ''k'' అనేది [[బోల్ట్జ్మాన్ స్థిరాంకం]] మరియు ''T'' అనేది ఉష్ణోగ్రత.<ref>Kubo, R. (1962). "Electronic properties of metallic fine particles". ''Journal of the Physical Society of Japan''. 17 (6) 975. doi:[https://doi.org/10.1143/JPSJ.17.975 10.1143/JPSJ.17.975].</ref><ref name=CM>Kumar, S. (2013). "Synthesis, Characterization and Application of Water- soluble Gold and Silver Nanoclusters". Carnegie Mellon University.</ref>

== స్థిరత్వం ==
అన్ని క్లస్టర్లు స్థిరంగా ఉండవు. నానోక్లస్టర్ల స్థిరత్వం నానోక్లస్టర్‌లోని [[పరమాణువు]]ల సంఖ్య, [[వేలెన్స్ (రసాయన శాస్త్రం)|వేలెన్స్]] [[ఎలక్ట్రాన్]]ల సంఖ్య మరియు ఎన్‌క్యాప్సులేటింగ్ స్కాఫోల్డ్‌లపై ఆధారపడి ఉంటుంది.<ref>(2007-05-01). [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010854506002578 Transition-metal nanocluster stabilization for catalysis: A critical review of ranking methods and putative stabilizers]. ''Coordination Chemistry Reviews''. 251 (9) 1075–1100. doi:[https://doi.org/10.1016/j.ccr.2006.08.016 10.1016/j.ccr.2006.08.016].</ref> 1990లలో, హీర్ మరియు అతని సహోద్యోగులు [[జడ వాయువు]] సమక్షంలో [[శూన్యత]]లోకి అటామిక్ క్లస్టర్ మూలాన్ని [[సూపర్ సోనిక్ విస్తరణ]] చేయడం ద్వారా అటామిక్ క్లస్టర్ బీమ్స్‌ను ఉత్పత్తి చేశారు.<ref name=CM/> హీర్ బృందం మరియు బ్రాక్ మరియు ఇతరులు కొన్ని మెటల్ నానోక్లస్టర్లు స్థిరంగా ఉన్నాయని మరియు అవి మ్యాజిక్ క్లస్టర్ల వలె ఉన్నాయని కనుగొన్నారు.<ref name=Brack>Brack, M. (1993). [https://epub.uni-regensburg.de/11981/1/3.pdf The physics of simple metal clusters: self-consistent jellium model and semiclassical approaches]. ''Rev. Mod. Phys.''. 65 (3) 677. doi:[https://doi.org/10.1103/RevModPhys.65.677 10.1103/RevModPhys.65.677].</ref> ఈ మ్యాజిక్ క్లస్టర్ల పరమాణువుల సంఖ్య లేదా కోర్ పరిమాణం పరమాణు కర్పరాల (atomic shells) మూసివేతకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. Au25(SR)18, Au38(SR)24, Au102(SR)44 మరియు Au144(SR)60 వంటి కొన్ని థియోలేటెడ్ క్లస్టర్లు కూడా [[మ్యాజిక్ నంబర్ (భౌతిక శాస్త్రం)|మ్యాజిక్ నంబర్]] స్థిరత్వాన్ని చూపించాయి.<ref name=W/> హక్కినెన్ మరియు ఇతరులు ఈ స్థిరత్వాన్ని ఒక సిద్ధాంతంతో వివరించారు: ఒక నానోక్లస్టర్ యొక్క వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య [[అటామిక్ ఆర్బిటాల్]]ల కర్పరాల మూసివేతకు (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>.......) అనుగుణంగా ఉంటే అది స్థిరంగా ఉంటుంది.<ref name=aalto>Hassinen, J.. (2016). "Noble Metal Nanoparticles and Clusters". Aalto University.</ref><ref name=natacsci>(2008). "Unified View of Ligand-Protected Gold Clusters as Superatom Complexes". ''Proc. Natl. Acad. Sci.''. 105 (27) 9157–9162. doi:[https://doi.org/10.1073/pnas.0801001105 10.1073/pnas.0801001105].</ref>

== సంశ్లేషణ మరియు స్థిరీకరణ ==

=== ఘన స్థితి మాధ్యమం ===
[[మాలిక్యులర్ బీమ్]]లను ఉపయోగించి దాదాపు ఏ మూలకానికైనా నానోక్లస్టర్ బీమ్స్‌ను సృష్టించవచ్చు. వీటిని అధిక [[శూన్యత]]లో మాలిక్యులర్ బీమ్ పద్ధతులతో కలిపి, మాస్ స్పెక్ట్రోమీటర్ ద్వారా మాస్ ఎంపిక, విభజన మరియు విశ్లేషణ చేసి సంశ్లేషణ చేయవచ్చు. చివరగా డిటెక్టర్లతో గుర్తించవచ్చు.<ref>Heer, W. A. (1993). "The physics of simple metal clusters: experimental aspects and simple models". ''Rev. Mod. Phys.''. 65 (3) 611. doi:[https://doi.org/10.1103/RevModPhys.65.611 10.1103/RevModPhys.65.611].</ref>

==== క్లస్టర్ మూలాలు ====
'''సీడెడ్ సూపర్ సోనిక్ నాజిల్''' సీడెడ్ సూపర్ సోనిక్ నాజిల్స్ ఎక్కువగా తక్కువ [[మరిగే స్థానం]] కలిగిన లోహాల క్లస్టర్లను సృష్టించడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఈ మూల పద్ధతిలో లోహం వేడి ఓవెన్‌లో ఆవిరి చేయబడుతుంది. లోహపు ఆవిరి జడ వాహక వాయువుతో (inert carrier gas) కలుపబడుతుంది. ఆవిరి మిశ్రమం ఒక చిన్న రంధ్రం ద్వారా వాక్యూమ్ ఛాంబర్‌లోకి విడుదల చేయబడుతుంది, ఇది సూపర్ సోనిక్ [[మాలిక్యులర్ బీమ్]]ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. శూన్యంలోకి విస్తరణ [[అడియాబాటిక్ ప్రక్రియ|అడియాబాటిక్‌గా]] ఆవిరిని చల్లబరుస్తుంది. చల్లబడిన లోహపు ఆవిరి [[సూపర్ సాచురేషన్|సూపర్ సాచురేటెడ్]] అయ్యి, క్లస్టర్ రూపంలో ఘనీభవిస్తుంది.

'''గ్యాస్ అగ్రిగేషన్''' గ్యాస్ అగ్రిగేషన్ ఎక్కువగా నానోపార్టికల్స్ యొక్క పెద్ద క్లస్టర్లను సంశ్లేషణ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. లోహం ఆవిరి చేయబడి చల్లని జడ వాయువు ప్రవాహంలోకి ప్రవేశపెట్టబడుతుంది, ఇది ఆవిరిని అత్యంత సూపర్ సాచురేటెడ్ చేస్తుంది. జడ వాయువు యొక్క తక్కువ ఉష్ణోగ్రత కారణంగా, క్లస్టర్ ఉత్పత్తి ప్రధానంగా వరుసగా ఒకే పరమాణువును చేర్చడం ద్వారా జరుగుతుంది.

'''లేజర్ వేపరైజేషన్''' లేజర్ వేపరైజేషన్ మూలాన్ని వివిధ పరిమాణాలు మరియు ధ్రువణత కలిగిన క్లస్టర్లను సృష్టించడానికి ఉపయోగించవచ్చు. లక్ష్య లోహపు కడ్డీని ఆవిరి చేయడానికి [[పల్స్డ్ లేజర్]] ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ప్రతిసారీ తాజా ప్రాంతం ఆవిరైపోయేలా కడ్డీని స్పైరల్ పద్ధతిలో కదిలిస్తారు. ఆవిరైన లోహపు ఆవిరి చల్లని [[హీలియం]] వాయువును ఉపయోగించి చల్లబరుస్తుంది, ఇది క్లస్టర్ ఏర్పడటానికి కారణమవుతుంది.

'''పల్స్డ్ ఆర్క్ క్లస్టర్ అయాన్''' ఇది లేజర్ వేపరైజేషన్ మాదిరిగానే ఉంటుంది, కానీ లక్ష్య లోహాన్ని ఆవిరి చేయడానికి తీవ్రమైన విద్యుత్ ఉత్సర్గ (electric discharge) ఉపయోగించబడుతుంది.

'''అయాన్ స్పట్టరింగ్''' అయాన్ స్పట్టరింగ్ మూలం చిన్న ఏక-అయనీకరణం చెందిన లోహాల క్లస్టర్ల యొక్క తీవ్రమైన నిరంతర బీమ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఉపరితలంపై అధిక శక్తివంతమైన జడ వాయువు ([[క్రిప్టాన్]] మరియు [[జెనాన్]]) అయాన్లతో బాంబు దాడి చేయడం ద్వారా క్లస్టర్ అయాన్ బీమ్స్ ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. క్లస్టర్ ఉత్పత్తి ప్రక్రియ ఇంకా పూర్తిగా అర్థం కాలేదు.

'''లిక్విడ్-మెటల్ అయాన్''' లిక్విడ్-మెటల్ అయాన్ మూలంలో ఒక సూదిని పరిశోధించాల్సిన లోహంతో తడిపిస్తారు. లోహం ద్రవీభవన స్థానం కంటే ఎక్కువగా వేడి చేయబడుతుంది మరియు పొటెన్షియల్ వ్యత్యాసం వర్తించబడుతుంది. సూది కొన వద్ద చాలా ఎక్కువ విద్యుత్ క్షేత్రం కొన నుండి చిన్న బిందువుల స్ప్రేని విడుదల చేయడానికి కారణమవుతుంది. ప్రారంభంలో చాలా వేడిగా మరియు తరచుగా బహుళ-అయనీకరణం చెందిన బిందువులు బాష్పీభవన శీతలీకరణ మరియు విచ్ఛిన్నం ద్వారా చిన్న క్లస్టర్లుగా మారుతాయి.

==== మాస్ ఎనలైజర్ ====
'''వీన్ ఫిల్టర్''' [[వీన్ ఫిల్టర్]]లో మాస్ విభజన అయనీకరణం చెందిన క్లస్టర్ బీమ్‌కు లంబంగా ఉన్న క్రాస్డ్ హోమోజీనియస్ ఎలక్ట్రిక్ మరియు మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్స్‌తో జరుగుతుంది. [[ద్రవ్యరాశి]] ''M'', ఛార్జ్ ''Q'', మరియు [[వేగం]] ''v'' కలిగిన ఛార్జ్డ్ క్లస్టర్‌పై నికర బలం ''E'' = ''Bv''/''c'' అయితే సున్నా అవుతుంది. క్లస్టర్ అయాన్లు ''QV'' శక్తికి [[వోల్టేజ్]] ''V'' ద్వారా వేగవంతం చేయబడతాయి. ఫిల్టర్ గుండా వెళ్ళేటప్పుడు, ''M''/''Q'' = 2''V''/(''Ec''/''B'') కలిగిన క్లస్టర్లు విక్షేపం చెందవు. విక్షేపం చెందని ఈ క్లస్టర్ అయాన్లు తగిన విధంగా ఉంచబడిన [[కొల్లిమేటర్]]లతో ఎంపిక చేయబడతాయి.

'''క్వాడ్రుపోల్ మాస్ ఫిల్టర్''' [[క్వాడ్రుపోల్ మాస్ ఎనలైజర్|క్వాడ్రుపోల్ మాస్ ఫిల్టర్]] ద్విమితీయ క్వాడ్రుపోల్ క్షేత్రంలో అయాన్ [[ట్రాజెక్టరీ|పథాలు]] స్థిరంగా ఉంటాయనే సూత్రంపై పనిచేస్తుంది, ఒకవేళ క్షేత్రం తగిన [[యాంప్లిట్యూడ్]]లు మరియు [[ఫ్రీక్వెన్సీ|ఫ్రీక్వెన్సీ]]లతో DC కాంపోనెంట్‌పై సూపర్ ఇంపోజ్ చేయబడిన AC కాంపోనెంట్‌ను కలిగి ఉంటే. ఇది నమూనా అయాన్లను వాటి [[మాస్-టు-ఛార్జ్ రేషియో]] ఆధారంగా ఫిల్టర్ చేయడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది.

'''టైమ్ ఆఫ్ ఫ్లైట్ మాస్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ''' [[టైమ్-ఆఫ్-ఫ్లైట్ మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ|టైమ్-ఆఫ్-ఫ్లైట్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ]] ఒక [[అయాన్ గన్]], ఫీల్డ్-ఫ్రీ [[డ్రిఫ్ట్ స్పేస్]] మరియు అయాన్ క్లస్టర్ మూలాన్ని కలిగి ఉంటుంది. తటస్థ క్లస్టర్లు సాధారణంగా పల్స్డ్ లేజర్ లేదా [[ఎలక్ట్రాన్ బీమ్]] ఉపయోగించి అయనీకరణం చేయబడతాయి. అయాన్ గన్ ఫీల్డ్-ఫ్రీ డ్రిఫ్ట్ స్పేస్ (ఫ్లైట్ ట్యూబ్) గుండా వెళ్ళే అయాన్లను వేగవంతం చేస్తుంది మరియు చివరికి అయాన్ డిటెక్టర్‌పై పడతాయి. సాధారణంగా ఒక [[ఆసిల్లోస్కోప్]] అయాన్ల రాక సమయాన్ని రికార్డ్ చేస్తుంది. ద్రవ్యరాశి కొలిచిన [[టైమ్ ఆఫ్ ఫ్లైట్]] నుండి లెక్కించబడుతుంది.

'''మాలిక్యులర్ బీమ్ క్రోమాటోగ్రఫీ''' ఈ పద్ధతిలో, లేజర్ వేపరైజ్డ్ క్లస్టర్ మూలంలో ఉత్పత్తి చేయబడిన క్లస్టర్ అయాన్లు మాస్ ఎంపిక చేయబడి, ప్రవేశ మరియు నిష్క్రమణ ఎపర్చరు కలిగిన పొడవైన జడ-వాయువు నిండిన డ్రిఫ్ట్ ట్యూబ్‌లోకి ప్రవేశపెట్టబడతాయి. క్లస్టర్ మొబిలిటీ [[జడ వాయువు]]తో [[కొలిషన్ థియరీ|కొలిషన్ రేటు]]పై ఆధారపడి ఉంటుంది కాబట్టి, అవి క్లస్టర్ ఆకారం మరియు పరిమాణానికి సున్నితంగా ఉంటాయి.

=== జల మాధ్యమం ===
సాధారణంగా, జల మాధ్యమంలో మెటల్ నానోక్లస్టర్లు రెండు దశల్లో సంశ్లేషణ చేయబడతాయి: లోహ అయాన్లను సున్నా-వేలెంట్ స్థితికి తగ్గించడం మరియు నానోక్లస్టర్లను స్థిరీకరించడం. స్థిరీకరణ లేకుండా, మెటల్ నానోక్లస్టర్లు ఒకదానితో ఒకటి బలంగా సంకర్షణ చెంది, పెద్ద కణాలను ఏర్పరచడానికి తిరిగి మార్చలేని విధంగా అగ్రిగేట్ అవుతాయి.

==== రిడక్షన్ (క్షయకరణం) ====
వెండి అయాన్‌ను సున్నా-వేలెంట్ వెండి పరమాణువులుగా తగ్గించడానికి అనేక పద్ధతులు నివేదించబడ్డాయి:

* '''కెమికల్ రిడక్షన్''' రసాయన రిడక్టెంట్లు వెండి అయాన్లను వెండి నానోక్లస్టర్లుగా తగ్గించగలవు. కొన్ని రసాయన రిడక్టెంట్ల ఉదాహరణలు [[సోడియం బోరోహైడ్రైడ్]] (NaBH<sub>4</sub>) మరియు [[సోడియం హైపోఫాస్ఫైట్]] (NaPO<sub>2</sub>H<sub>2</sub>.H<sub>2</sub>O). ఉదాహరణకు, డిక్సన్ మరియు అతని పరిశోధనా బృందం సోడియం బోరోహైడ్రైడ్ ఉపయోగించి DNAలో వెండి నానోక్లస్టర్లను సంశ్లేషణ చేశారు.<ref name=l4>(2013). "DNA-Templated Molecular Silver Fluorophores". ''Journal of Physical Chemistry Letters''. 4 (7) 1148–1155. doi:[https://doi.org/10.1021/jz4000142 10.1021/jz4000142].</ref><ref name=chk/>
* '''ఎలక్ట్రోకెమికల్ రిడక్షన్''' వెండి నానోక్లస్టర్లను డోడెకేన్ థియోల్ మరియు [[టెట్రాబ్యూటైల్ అమ్మోనియం]] వంటి స్థిరీకరణ ఏజెంట్ల సమక్షంలో రిడక్టెంట్లను ఉపయోగించి [[ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీ|ఎలక్ట్రోకెమికల్‌గా]] కూడా తగ్గించవచ్చు.<ref name=G/>
* '''ఫోటోరిడక్షన్''' వెండి నానోక్లస్టర్లను అతినీలలోహిత కాంతి, దృశ్య కాంతి లేదా పరారుణ కాంతిని ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. [[ఫోటోరిడక్షన్]] ప్రక్రియ మలినాలను నివారించడం, వేగవంతమైన సంశ్లేషణ మరియు నియంత్రిత రిడక్షన్ వంటి అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. ఉదాహరణకు డయాజ్ మరియు అతని సహోద్యోగులు PMAA పాలిమర్ సమక్షంలో వెండి అయాన్లను నానోక్లస్టర్లుగా తగ్గించడానికి దృశ్య కాంతిని ఉపయోగించారు. కున్వర్ మరియు ఇతరులు [[పరారుణ]] కాంతిని ఉపయోగించి వెండి నానోక్లస్టర్లను ఉత్పత్తి చేశారు.<ref name=SR>(2016). "Sub-micron scale patterning of fluorescent silver nanoclusters using low-power laser". ''Scientific Reports''. 6. doi:[https://doi.org/10.1038/srep23998 10.1038/srep23998].</ref><ref name=nanoscale/>
* '''ఇతర రిడక్షన్ పద్ధతులు''' వెండి నానోక్లస్టర్లు [[గామా కిరణాలు]], [[మైక్రోవేవ్]]లు లేదా [[అల్ట్రాసౌండ్]]తో వెండి అయాన్లను తగ్గించడం ద్వారా కూడా ఏర్పడతాయి. ఉదాహరణకు [[సోడియం పాలీఅక్రిలేట్]] లేదా పాక్షికంగా కార్బాక్సిలేటెడ్ [[పాలీఅక్రిలామైడ్]] లేదా [[గ్లుటారిక్ యాసిడ్]]లను కలిగి ఉన్న జల ద్రావణాలలో గామా రిడక్షన్ పద్ధతి ద్వారా ఏర్పడిన వెండి నానోక్లస్టర్లు. మైక్రోవేవ్‌లను ప్రసరింపజేయడం ద్వారా లింజా లీ PMAAలో ఫ్లోరోసెంట్ వెండి నానోక్లస్టర్లను తయారు చేశారు, ఇవి సాధారణంగా ఎరుపు రంగు ఉద్గారాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అదేవిధంగా సుస్లిక్ మరియు ఇతరులు PMAA పాలిమర్ సమక్షంలో అధిక అల్ట్రాసౌండ్ ఉపయోగించి వెండి నానోక్లస్టర్లను సంశ్లేషణ చేశారు.<ref name=nanoscale/><ref name=xu/>

==== స్థిరీకరణ ====
ఘన స్థితిలో నానోక్లస్టర్ సంశ్లేషణ కోసం క్రయోజెనిక్ వాయువు అణువులు స్కాఫోల్డ్‌లుగా ఉపయోగించబడతాయి.<ref name=NT/> జల మాధ్యమంలో నానోక్లస్టర్లను స్థిరీకరించడానికి రెండు సాధారణ పద్ధతులు ఉన్నాయి: [[ఎలక్ట్రోస్టాటిక్స్|ఎలక్ట్రోస్టాటిక్]] (ఛార్జ్, లేదా అకర్బన) స్థిరీకరణ మరియు [[స్టెరిక్ ఎఫెక్ట్స్|స్టెరిక్]] (సేంద్రీయ) స్థిరీకరణ. ఎలక్ట్రోస్టాటిక్ స్థిరీకరణ తరచుగా [[ఎలక్ట్రోఫైల్|ఎలక్ట్రోఫిలిక్]] మెటల్ ఉపరితలంపై [[అయాన్]]ల శోషణ ద్వారా జరుగుతుంది, ఇది [[ఎలక్ట్రికల్ డబుల్ లేయర్]]ను సృష్టిస్తుంది. అందువల్ల, వ్యక్తిగత కణాల మధ్య ఈ [[కూలంబ్ వికర్షణ]] బలం వాటిని అగ్లోమెరేషన్ లేకుండా స్వేచ్ఛగా ప్రవహించడానికి అనుమతించదు. మరోవైపు స్టెరిక్ స్థిరీకరణలో, మెటల్ కేంద్రం స్టెరిక్‌గా బల్క్ పదార్థాల పొరలతో చుట్టబడి ఉంటుంది. ఈ పెద్ద [[అడ్సార్బేట్]]లు స్టెరిక్ అవరోధాన్ని అందిస్తాయి, ఇది మెటల్ కణ కేంద్రాల దగ్గరి సంబంధాన్ని నిరోధిస్తుంది.<ref name=nanoscale/>

'''థియోల్స్''' థియోల్స్ మరియు బంగారం మరియు వెండి మధ్య బలమైన సంకర్షణ కారణంగా మెటల్ నానోపార్టికల్ సంశ్లేషణలో థియోల్-కలిగిన చిన్న అణువులు అత్యంత సాధారణంగా స్వీకరించబడిన స్థిరీకరణలు. [[గ్లుటాథియోన్]] సోడియం బోరోహైడ్రైడ్ (NaBH<sub>4</sub>) సమక్షంలో Au<sup>3+</sup>ని తగ్గించడం ద్వారా దృశ్య [[లూమినిసెన్స్]] కలిగిన బంగారు నానోక్లస్టర్లను సంశ్లేషణ చేయడానికి అద్భుతమైన స్థిరీకరణగా చూపబడింది. అలాగే [[టియోప్రోనిన్]], 2-ఫినైల్ ఈథేన్ థియోల్, [[సైక్లోడెక్స్ట్రిన్#డెరివేటివ్స్|థియోలేటెడ్ α-సైక్లోడెక్స్ట్రిన్]] మరియు [[3-మెర్కాప్టోప్రొపియోనిక్ యాసిడ్]] మరియు బైడెంటేట్ [[డైహైడ్రోలిపోయిక్ యాసిడ్]] వంటి ఇతర థియోలేటెడ్ సమ్మేళనాలు ప్రస్తుతం మెటల్ నానోక్లస్టర్ల సంశ్లేషణలో ఉపయోగించబడుతున్నాయి. నానోక్లస్టర్ యొక్క పరిమాణం మరియు లూమినిసెన్స్ సామర్థ్యం థియోల్-టు-మెటల్ [[మోల్ ఫ్రాక్షన్|మోలార్ నిష్పత్తి]]పై సున్నితంగా ఆధారపడి ఉంటాయి. నిష్పత్తి ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, నానోక్లస్టర్లు అంత చిన్నవిగా ఉంటాయి. థియోల్-స్థిరీకరించబడిన నానోక్లస్టర్లను బలమైన మరియు తేలికపాటి రిడక్టెంట్లను ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. థియోలేటెడ్ మెటల్ నానోక్లస్టర్లు ఎక్కువగా బలమైన రిడక్టెంట్ సోడియం బోరోహైడ్రైడ్ (NaBH<sub>4</sub>) ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. బంగారు నానోక్లస్టర్ సంశ్లేషణను తేలికపాటి రిడక్టెంట్ [[టెట్రాకిస్(హైడ్రాక్సీమీథైల్)ఫాస్ఫోనియం క్లోరైడ్|టెట్రాకిస్(హైడ్రాక్సీమీథైల్)ఫాస్ఫోనియం]] (THPC) ఉపయోగించి కూడా సాధించవచ్చు. ఇక్కడ ఒక [[జ్వీటెరియోనిక్]] థియోలేట్ [[లిగాండ్]], D-[[పెన్సిలామైన్]] (DPA), స్థిరీకరణగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఇంకా, థియోల్స్‌తో పెద్ద నానోపార్టికల్స్‌ను ఎచింగ్ చేయడం ద్వారా నానోక్లస్టర్లను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. ఇతర క్యాపింగ్ ఏజెంట్ల ద్వారా స్థిరీకరించబడిన పెద్ద నానోపార్టికల్స్‌ను ఎచింగ్ చేయడానికి థియోల్స్‌ను ఉపయోగించవచ్చు.

microgel
'''డెండ్రిమర్లు''' [[డెండ్రిమర్లు]] నానోక్లస్టర్లను సంశ్లేషణ చేయడానికి టెంప్లేట్‌లుగా ఉపయోగించబడతాయి. [[పాలీ(అమిడోఅమైన్)]] డెండ్రిమర్ (PAMAM)లో పొందుపరచబడిన బంగారు నానోక్లస్టర్లు విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. PAMAM అనేది వివిధ తరాల శాఖలు కలిగిన అణువులు. నానోక్లస్టర్ల ఫ్లోరోసెన్స్ లక్షణాలు సంశ్లేషణ కోసం టెంప్లేట్‌గా ఉపయోగించే డెండ్రిమర్ల రకాలపై సున్నితంగా ఆధారపడి ఉంటాయి. వివిధ టెంప్లేట్లలో పొందుపరచబడిన మెటల్ నానోక్లస్టర్లు వేర్వేరు [[తరంగదైర్ఘ్యం|తరంగదైర్ఘ్యాల]] వద్ద గరిష్ట ఉద్గారాన్ని చూపుతాయి. ఫ్లోరోసెన్స్ లక్షణంలో మార్పు ప్రధానంగా [[కొల్లాయిడల్ గోల్డ్#సంశ్లేషణ|క్యాపింగ్ ఏజెంట్ల]] ద్వారా ఉపరితల మార్పు కారణంగా ఉంటుంది. PAMAMలో పొందుపరచబడిన బంగారు నానోక్లస్టర్లు నీలం రంగును విడుదల చేసినప్పటికీ, [[స్పెక్ట్రమ్]]ను [[అతినీలలోహిత]] నుండి [[నియర్-ఇన్ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ|నియర్-ఇన్ఫ్రారెడ్]] (NIR) ప్రాంతానికి ట్యూన్ చేయవచ్చు మరియు సాపేక్ష PAMAM/బంగారం గాఢత మరియు డెండ్రిమర్ తరాలను మార్చవచ్చు. ఆకుపచ్చ రంగును విడుదల చేసే బంగారు నానోక్లస్టర్లను తయారుచేసిన చిన్న బంగారు నానోపార్టికల్ ద్రావణంలోకి మెర్కాప్టోఅన్ డెకానోయిక్ యాసిడ్ (MUA) జోడించడం ద్వారా సంశ్లేషణ చేయవచ్చు. తాజాగా తగ్గించబడిన [[లిపోయిక్ యాసిడ్]] (DHLA) బంగారు నానోక్లస్టర్ల (AuNC@DHLA) జోడింపు ఎరుపు రంగును విడుదల చేసే [[ఫ్లోరోఫోర్]]లుగా మారుతుంది.<ref name=nanoscale/><ref name=ARPC/>

'''పాలిమర్లు''' సమృద్ధిగా [[కార్బాక్సిలిక్ యాసిడ్]] సమూహాలు కలిగిన [[పాలిమర్లు]] అత్యంత ఫ్లోరోసెంట్, నీటిలో కరిగే వెండి నానోక్లస్టర్లను సంశ్లేషణ చేయడానికి ఆశాజనకమైన టెంప్లేట్‌లుగా గుర్తించబడ్డాయి. ఫ్లోరోసెంట్ వెండి నానోక్లస్టర్లు [[పాలీ(మెథాక్రిలిక్ యాసిడ్)]], పాలీ(N-ఐసోప్రొపైల్ అక్రిలామైడ్-అక్రిలిక్ యాసిడ్-2-హైడ్రాక్సీఇథైల్ అక్రిలేట్) మైక్రోజెల్స్, పాలీగ్లిసరాల్-బ్లాక్-పాలీ([[అక్రిలిక్ యాసిడ్]]) [[కోపాలిమర్]]లు, [[పాలీఎలక్ట్రోలైట్]], పాలీ(మెథాక్రిలిక్ యాసిడ్) (PMAA) మొదలైన వాటిపై విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి.<ref name=JPC/> బంగారు నానోక్లస్టర్లు [[పాలీఇథిలీనిమైన్]] (PEI) మరియు [[పాలీవినైల్ పైరోలిడోన్|పాలీ(N-వినైల్ పైరోలిడోన్)]] (PVP) టెంప్లేట్‌లతో సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. లీనియర్ [[పాలీఅక్రిలేట్]]లు, పాలీ(మెథాక్రిలిక్ యాసిడ్), [[ఫోటోరిడక్షన్]] ద్వారా నీటి ద్రావణంలో వెండి నానోక్లస్టర్ల తయారీకి అద్భుతమైన స్కాఫోల్డ్‌గా పనిచేస్తాయి. పాలీ(మెథాక్రిలిక్ యాసిడ్)-స్థిరీకరించబడిన నానోక్లస్టర్లు అద్భుతమైన అధిక [[క్వాంటం యీల్డ్]] కలిగి ఉంటాయి మరియు ఇతర స్కాఫోల్డ్‌లు లేదా ద్రావణాలకు బదిలీ చేయబడతాయి మరియు స్థానిక వాతావరణాన్ని గ్రహించగలవు.<ref name=SR/><ref name=nanoscale/><ref name=ARPC/><ref name=W/><ref name=NT/><ref>(2016). [https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/30968 Holographic patterning of fluorescent microstructures comprising silver nanoclusters]. ''Optical Materials Express''. 6 (3) 946–951. doi:[https://doi.org/10.1364/ome.6.000946 10.1364/ome.6.000946].</ref><ref>(2010). "3D Patterning at the Nanoscale of Fluorescent Emitters in Glass". ''Journal of Physical Chemistry''. C 114 (37) 15584–15588. doi:[https://doi.org/10.1021/jp104049e 10.1021/jp104049e].</ref>

'''DNA, ప్రోటీన్లు మరియు పెప్టైడ్లు''' DNA [[ఒలిగోన్యూక్లియోటైడ్]]లు మెటల్ నానోక్లస్టర్లను సంశ్లేషణ చేయడానికి మంచి టెంప్లేట్లు. వెండి అయాన్లు సింగిల్-స్ట్రాండెడ్ DNAలోని [[సైటోసిన్]] క్షారాలకు అధిక అనుబంధాన్ని కలిగి ఉంటాయి, ఇది DNAను చిన్న వెండి నానోక్లస్టర్లను సంశ్లేషణ చేయడానికి ఆశాజనకమైన అభ్యర్థిగా చేస్తుంది. లూప్‌లోని సైటోసిన్ల సంఖ్య Ag NCల స్థిరత్వం మరియు ఫ్లోరోసెన్స్‌ను ట్యూన్ చేయగలదు. [[పెప్టైడ్]]లు మరియు [[ప్రోటీన్]]లు వంటి జీవసంబంధమైన [[మాక్రోమాలిక్యూల్]]లు కూడా అత్యంత ఫ్లోరోసెంట్ మెటల్ నానోక్లస్టర్లను సంశ్లేషణ చేయడానికి టెంప్లేట్‌లుగా ఉపయోగించబడ్డాయి. చిన్న పెప్టైడ్లతో పోలిస్తే, పెద్ద మరియు సంక్లిష్టమైన ప్రోటీన్లు సమృద్ధిగా బంధన సైట్లను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి మెటల్ [[అయాన్]]లను బంధించి మరింత తగ్గించగలవు, తద్వారా చిన్న మెటల్ నానోక్లస్టర్ల టెంప్లేట్-ఆధారిత ఏర్పాటుకు మెరుగైన స్కాఫోల్డ్‌లను అందిస్తాయి. అలాగే [[ఎంజైమ్]]ల ఉత్ప్రేరక పనితీరును మెటల్ నానోక్లస్టర్ల ఫ్లోరోసెన్స్ లక్షణంతో కలిపి మల్టీ-ఫంక్షనల్ నానోప్రోబ్స్‌ను నిర్మించడం సాధ్యమవుతుంది.<ref name=nanoscale/><ref name=W/><ref name=NT/><ref name=ARPC/><ref name=l4/>

'''అకర్బన స్కాఫోల్డ్‌లు''' గాజు మరియు [[జియోలైట్]] వంటి అకర్బన పదార్థాలు కూడా మెటల్ నానోక్లస్టర్లను సంశ్లేషణ చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి. స్థిరీకరణ ప్రధానంగా క్లస్టర్లను ఇమ్మొబిలైజ్ చేయడం ద్వారా జరుగుతుంది మరియు తద్వారా పెద్ద నానోపార్టికల్స్ ఏర్పడటానికి అగ్రిగేట్ అయ్యే వాటి ధోరణిని నిరోధిస్తుంది. మొదట మెటల్ అయాన్ డోప్డ్ గ్లాసెస్ తయారు చేయబడతాయి మరియు తరువాత మెటల్ అయాన్ డోప్డ్ గ్లాస్ లేజర్ ఇరేడియేషన్ ద్వారా ఫ్లోరోసెంట్ నానోక్లస్టర్లను ఏర్పరచడానికి యాక్టివేట్ చేయబడుతుంది. జియోలైట్లలో, [[ఆంగ్స్ట్రమ్]] పరిమాణ పరిధిలో ఉన్న రంధ్రాలను మెటల్ అయాన్లతో లోడ్ చేయవచ్చు మరియు తరువాత వేడి చికిత్స, UV కాంతి ఉద్గారం లేదా టూ-ఫోటాన్ ఉద్గారం ద్వారా యాక్టివేట్ చేయవచ్చు. యాక్టివేషన్ సమయంలో, వెండి అయాన్లు నానోక్లస్టర్లను ఏర్పరచడానికి కలుస్తాయి, ఇవి పరిమిత కేజ్ కొలతల కారణంగా ఒలిగోమెరిక్ పరిమాణానికి మాత్రమే పెరగగలవు.<ref name=nanoscale/><ref>(2010). "Optical Encoding of Silver Zeolite Microcarriers". ''Advanced Materials''. 22 (9) 957–960. doi:[https://doi.org/10.1002/adma.200902937 10.1002/adma.200902937].</ref>

== లక్షణాలు ==

=== అయస్కాంత లక్షణాలు ===
నానోక్లస్టర్‌లోని చాలా పరమాణువులు ఉపరితల పరమాణువులు. అందువల్ల, క్లస్టర్‌లోని ఒక పరమాణువు యొక్క [[అయస్కాంత భ్రామకం]] (magnetic moment) బల్క్ పదార్థంలోని దాని కంటే ఎక్కువగా ఉంటుందని ఆశించవచ్చు. తక్కువ కోఆర్డినేషన్, తక్కువ డైమెన్షనాలిటీ మరియు మెటల్ క్లస్టర్లలో పెరుగుతున్న ఇంటర్ అటామిక్ దూరం నానోక్లస్టర్లలో అయస్కాంత భ్రామకం పెరగడానికి దోహదం చేస్తాయి. మెటల్ నానోక్లస్టర్లు అయస్కాంత లక్షణాలలో మార్పును కూడా చూపుతాయి. ఉదాహరణకు, [[వెనేడియం]] మరియు [[రోడియం]] బల్క్‌లో [[పారామాగ్నెటిజం|పారామాగ్నెటిక్]]గా ఉంటాయి కానీ నానోక్లస్టర్లలో [[ఫెర్రోమాగ్నెటిజం|ఫెర్రోమాగ్నెటిక్]]గా మారతాయి. అలాగే, [[మాంగనీస్]] బల్క్‌లో యాంటీఫెర్రోమాగ్నెటిక్ కానీ నానోక్లస్టర్లలో ఫెర్రోమాగ్నెటిక్. ఒక చిన్న నానోక్లస్టర్ ఒక [[నానోమాగ్నెట్]], దీనిని దాని నిర్మాణాన్ని మార్చడం ద్వారా నాన్-మాగ్నెటిక్‌గా చేయవచ్చు. కాబట్టి అవి నానోమాగ్నెటిక్ స్విచ్‌కు ప్రాతిపదికను ఏర్పరచగలవు.<ref name=W/><ref name=e>(2010). "Nanoclusters". Elsevier. ISBN 978-0-444-53440-8.</ref>

=== రియాక్టివిటీ లక్షణాలు ===
పెద్ద ఉపరితల-టు-వాల్యూమ్ నిష్పత్తులు మరియు ఉపరితల పరమాణువుల తక్కువ కోఆర్డినేషన్ నానోక్లస్టర్ల ప్రత్యేక [[రియాక్టివిటీ (రసాయన శాస్త్రం)|రియాక్టివిటీకి]] ప్రధాన కారణాలు. అందువల్ల, నానోక్లస్టర్లు ఉత్ప్రేరకాలుగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.<ref name=xu /> బంగారు నానోక్లస్టర్లు [[ఉత్ప్రేరకం]]లకు అద్భుతమైన ఉదాహరణ. బల్క్ బంగారం రసాయనికంగా [[రసాయనికంగా జడమైనది|జడమైనది]] అయినప్పటికీ, నానోమీటర్ స్థాయికి తగ్గించబడినప్పుడు అది అత్యంత రియాక్టివ్‌గా మారుతుంది. క్లస్టర్ రియాక్టివిటీని నియంత్రించే లక్షణాలలో ఒకటి [[ఎలక్ట్రాన్ అఫినిటీ]]. [[క్లోరిన్]] [[ఆవర్తన పట్టిక]]లో ఏ పదార్థానికైనా అత్యధిక ఎలక్ట్రాన్ అఫినిటీని కలిగి ఉంటుంది. క్లస్టర్లు అధిక ఎలక్ట్రాన్ అఫినిటీని కలిగి ఉండవచ్చు మరియు అధిక ఎలక్ట్రాన్ అఫినిటీ కలిగిన నానోక్లస్టర్లు సూపర్ హాలోజన్‌లుగా వర్గీకరించబడతాయి. సూపర్ హాలోజన్లు [[హాలోజన్]] పరమాణువులతో చుట్టబడిన కోర్ వద్ద మెటల్ పరమాణువులను కలిగి ఉంటాయి.<ref name=W/><ref name=e/>

=== ఆప్టికల్ ధర్మాలు ===
పదార్థాల యొక్క ఆప్టికల్ ధర్మాలు వాటి ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణం మరియు [[బ్యాండ్ గ్యాప్]] ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి. అత్యధిక ఆక్రమిత మాలిక్యులర్ ఆర్బిటాల్ (HOMO) మరియు అత్యల్ప ఖాళీ మాలిక్యులర్ ఆర్బిటాల్ ([[HOMO and LUMO|HOMO/LUMO]]) మధ్య ఉండే శక్తి అంతరం, నానోక్లస్టర్ యొక్క పరిమాణం మరియు కూర్పును బట్టి మారుతూ ఉంటుంది. తద్వారా, నానోక్లస్టర్ల ఆప్టికల్ ధర్మాలు మారుతాయి. అంతేకాకుండా, నానోక్లస్టర్లను వివిధ లిగాండ్‌లు లేదా [[సర్ఫాక్టెంట్]]లతో పూత పూయడం ద్వారా ఈ గ్యాప్‌లను సవరించవచ్చు. నానోక్లస్టర్ యొక్క పరిమాణాన్ని మరియు పూత పొరను సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా, కావలసిన బ్యాండ్ గ్యాప్‌లను కలిగి ఉండేలా నానోక్లస్టర్లను రూపొందించడం మరియు తద్వారా ఆప్టికల్ ధర్మాలను అనుకూలీకరించడం సాధ్యమవుతుంది.<ref name="direct">(2014). [https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/26539 Direct Laser Writing of Photostable Fluorescent Silver Nanoclusters in Polymer Films]. ''ACS Nano''. 8 (11) 11165–11171. doi:[https://doi.org/10.1021/nn5059503 10.1021/nn5059503].</ref><ref name=nanoscale/><ref name=W/><ref name=e/> సమతల Au<sub>4</sub> క్లస్టర్ యొక్క సింగిల్ క్రిస్టల్స్, NIR స్పెక్ట్రమ్‌లో బలమైన ఎక్సైటేషన్ ఆధారిత ఉద్గారాన్ని ప్రదర్శించాయి.<ref>Strienz, Markus; Keck, Jakob; Leis, Wolfgang; Hiller, Jonas L.; Schrenk, Claudio; Kertzscher, Christoph; Seitz, Michael; Scheele, Marcus; Meixner, Alfred J.. [https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.75130 [Au4(dppb)3]2+ – A Planar Gold Cluster with Bright Excitation Wavelength Dependent Emission]. ''Small''. n/a (n/a). doi:[https://doi.org/10.1002/smll.75130 10.1002/smll.75130].</ref>

== అప్లికేషన్లు ==
నానోక్లస్టర్లు ప్రత్యేకమైన ఆప్టికల్, ఎలక్ట్రికల్, మాగ్నెటిక్ మరియు రియాక్టివిటీ ధర్మాలను కలిగి ఉన్నందున, ఇవి అనేక రంగాలలో అప్లికేషన్లను కలిగి ఉన్నాయి. నానోక్లస్టర్లు [[బయోకాంపాబిలిటీ|బయోకాంపాటిబుల్]] (జీవ అనుకూలమైనవి), అతి చిన్నవి మరియు ప్రకాశవంతమైన ఉద్గారాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి, అందువల్ల ఇవి ఫ్లోరోసెన్స్ బయో ఇమేజింగ్ లేదా సెల్యులార్ లేబులింగ్ కోసం మంచి అభ్యర్థులుగా ఉన్నాయి. ఫ్లోరోఫోర్‌లతో పాటు నానోక్లస్టర్లను ''ఇన్ విట్రో'' మరియు ''ఇన్ వివో'' అధ్యయనాల కోసం కణాలను స్టెయినింగ్ చేయడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు. అంతేకాకుండా, నానోక్లస్టర్లను సెన్సింగ్ మరియు డిటెక్షన్ అప్లికేషన్ల కోసం ఉపయోగించవచ్చు.<ref>(2019-11-27). "The synthesis of metal nanoclusters and their applications in bio-sensing and imaging". ''Methods and Applications in Fluorescence''. 8 (1) 012001. doi:[https://doi.org/10.1088/2050-6120/ab57e7 10.1088/2050-6120/ab57e7].</ref> ఇవి ఫ్లోరోసెన్స్ క్వెంచింగ్ ఆధారంగా జల ద్రావణంలో [[రాగి]] మరియు [[పాదరసం (మూలకం)|పాదరసం]] అయాన్లను గుర్తించగలవు. అలాగే అనేక చిన్న అణువులు, [[బయోమాలిక్యూల్]]లు, ప్రోటీన్లు, [[DNA]], మరియు [[RNA]] వంటి జీవసంబంధిత అంశాలను నానోక్లస్టర్లను ఉపయోగించి గుర్తించవచ్చు. నానోక్లస్టర్లలోని ప్రత్యేకమైన [[రియాక్టివిటీ (కెమిస్ట్రీ)|రియాక్టివిటీ]] ధర్మాలు మరియు పరమాణువుల పరిమాణాన్ని, సంఖ్యను నియంత్రించే సామర్థ్యం, ఉత్ప్రేరక ప్రక్రియలో చర్యాశీలతను పెంచడానికి మరియు ఎంపికను (selectivity) ట్యూన్ చేయడానికి విలువైన పద్ధతిగా నిరూపించబడ్డాయి. అలాగే నానోపార్టికల్స్ అయస్కాంత పదార్థాలు మరియు గాజులో పొందుపరచబడగలవు కాబట్టి, ఈ నానోక్లస్టర్లను ఆప్టికల్ డేటా స్టోరేజ్‌లో ఉపయోగించవచ్చు, ఇది ఎటువంటి డేటా నష్టం లేకుండా అనేక సంవత్సరాల పాటు ఉపయోగించబడుతుంది.<ref name=direct/><ref name=nanoscale/><ref name=ARPC/><ref name=W/><ref name=NT/>

== మరింత సమాచారం (రివ్యూలు) ==
* "Atomically Precise Clusters of Noble Metals: Emerging Link between Atoms and Nanoparticles" - చక్రవర్తి మరియు ప్రదీప్<ref>(6 June 2017). "Atomically Precise Clusters of Noble Metals: Emerging Link between Atoms and Nanoparticles". ''Chemical Reviews''. 117 (12) 8208–8271. doi:[https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00769 10.1021/acs.chemrev.6b00769].</ref>

== మరింత సమాచారం (ప్రాథమిక రిఫరెన్సులు) ==
* (2016-02-10). "Single-Crystal and Electronic Structure of a 1.3 nm Indium Phosphide Nanocluster". ''Journal of the American Chemical Society''. 138 (5) 1510–1513. doi:[https://doi.org/10.1021/jacs.5b13214 10.1021/jacs.5b13214].
* (2016). "Sub-micron scale patterning of fluorescent silver nanoclusters using low-power laser". ''Scientific Reports''. 6. doi:[https://doi.org/10.1038/srep23998 10.1038/srep23998].
* (2014). [https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/26539 Direct Laser Writing of Photostable Fluorescent Silver Nanoclusters in Polymer Films]. ''ACS Nano''. 8 (11) 11165–11171. doi:[https://doi.org/10.1021/nn5059503 10.1021/nn5059503].
* (2014-07-30). "Atomic Structures and Gram Scale Synthesis of Three Tetrahedral Quantum Dots". ''Journal of the American Chemical Society''. 136 (30) 10645–10653. doi:[https://doi.org/10.1021/ja503590h 10.1021/ja503590h].
* (2015-02-24). "Two-Step Nucleation and Growth of InP Quantum Dots via Magic-Sized Cluster Intermediates". ''Chemistry of Materials''. 27 (4) 1432–1441. doi:[https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.5b00286 10.1021/acs.chemmater.5b00286].
* Tanaka S. I, Miyazaki J, Tiwari D. K., Jin T, Inouye Y.. (2011). "Fluorescent Platinum Nanoclusters: Synthesis, Purification, Characterization, and Application to Bioimaging". ''Angewandte Chemie International Edition''. 50 (2) 431–435. doi:[https://doi.org/10.1002/anie.201004907 10.1002/anie.201004907].
* Karimi N, Kunwar P, Hassinen J, Ras R. H. A, Toivonen J. (2016). [https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/32811 Micropatterning of silver nanoclusters embedded in polyvinyl alcohol films]. ''Optics Letters''. 41 (15) 3627–3630. doi:[https://doi.org/10.1364/ol.41.003627 10.1364/ol.41.003627].
* S. Bose, A. Floris, M. Rajendiran, B. D'Aguanno. (2025). "When does a nanoparticle become a cluster?". ''The Journal of Chemical Physics''. 163 (16). doi:[https://doi.org/10.1063/5.0280263 10.1063/5.0280263].
== రిఫరెన్సులు ==
<references />

[[Category:నానోపార్టికల్స్]]

----
''మూలం:'' ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Nanocluster” వ్యాసానికి అనువాదం.
''మూల వ్యాసం:'' https://en.wikipedia.org/wiki/Nanocluster
''ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.''