由數個至數百個金屬原子聚集而成的「金屬奈米團簇」，有著與塊狀金屬不同的原子排列，展現出獨特的物理與化學性質。雖然利用金屬奈米團簇開發新型功能材料的研究正廣泛開展中，但現階段尚未能夠確立在精確控制團簇中原子的數量、間距與對稱的同時實現整合化的方法。
日本東京大學研究生院理學系研究科的佃達哉教授等人組成的研究團隊，未採用一次性還原金離子的既往手法，而是通過緩慢還原的方式，合成出了多種尺寸的金奈米團簇，並使用單晶X射線結構解析法對其幾何構造進行了分析。結果顯示，以此方法合成的金奈米團簇中，電子被收容在個別能階軌道中，形成以四面體Au₄和三角形Au₃為基本單元的各向異性聚集結構。其中發現了兩種僅相當於三個金原子寬度的針狀結構體，並將其命名為「金量子針」。此外，實驗還證實這些金量子針在755和770奈米（奈米為十億分之一米）波長附近具有強吸收峰，並在800至1100奈米的近紅外光區域中發光，展現出獨特的光學特性。
Au11由四面體Au₄與三角形Au₃通過共享頂點聚合而成，而Au16則是在一個四面體Au₄上依次堆疊四層三角形Au₃構成。金量子針以Au16為中心。
未來，金量子針有望憑藉其在近紅外光光區域的強吸收與發光特性，應用於溫熱療法、生物成像及發光能量轉換等領域。此外，這一新的合成方法也有望推動奈米材料科學的發展。（TEXT：中條將典）
原文：JSTnews 2025年11月號
翻譯：JST客觀日本編輯部
