journal article·2025Open access

Nano onions based on an amphiphilic Au 3 (pyrazolate) 3 complex

Atena B. Solea, Davide Dermutas, Farzaneh Fadaei-Tirani, Luigi Leanza, Massimo Delle Piane, Giovanni M. Pavan, Kay Severin

Nanoscale· Volume 17· Issue 2

Abstract

Multilayer vesicles with an onion-like architecture can form by self-assembly of organic amphiphiles such as dendrimers, small-molecule surfactants, and block copolymers. Thus far, there are limited reports about multilayer vesicles based on coordination compounds. Herein, we show that nano onions are obtained by aggregation of an amphiphilic Au3(pyrazolate)3 complex in aqueous solution. The nanostructures were characterized by cryogenic and transition electron microscopy, dynamic light scattering, and energy-dispersive X-ray analysis. Control experiments with analogous Ag(I) and Cu(I) complexes revealed the importance of Au(I) for the formation of well-defined nano onions. A structurally related Au(I) complex without solubilizing polyethylene glycol side chains was analyzed by single-crystal X-ray diffraction. In the solid state, columns of offset, π-stacked Au3(pyrazolate)3 complexes are observed, but short intermolecular Au⋯Au contacts were not found. Molecular dynamics simulations provided further insights into the aggregation process in aqueous solution, supporting the formation of nano-onion structures through lateral interactions between stacked complexes.
Source: europepmc · Quality: candidate unverified · Source record ↗

Research context

OpenAlex topics: Nanocluster Synthesis and Applications · Porphyrin and Phthalocyanine Chemistry · Polyoxometalates: Synthesis and Applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), 1015 Lausanne, Switzerland

Department of Applied Science and Technology, Politecnico di Torino, Torino 10129, Italy

Department of Innovative Technologies, University of Applied Sciences and Arts of Southern Switzerland, Lugano, Viganello 6962, Switzerland

Funding

École Polytechnique Fédérale de Lausanne · Horizon 2020 Framework Programme

References (71)

Show source-provided references
1. Picci · Coord. Chem. Rev. · 2023 · 492 · 21522510.1016/j.ccr.2023.215225 ↗
2. Garg · Adv. Colloid Interface Sci. · 2022 · 302 · 10262110.1016/j.cis.2022.102621 ↗
3. Cuerva · Chem. Rev. · 2021 · 121 · 1296610.1021/acs.chemrev.1c00011 ↗
4. Zhu · Chem. Soc. Rev. · 2021 · 50 · 739510.1039/D0CS00654H ↗
5. Sutar · Dalton Trans. · 2020 · 49 · 765810.1039/D0DT00863J ↗
6. Wu · Adv. Mater. · 2019 · 31 · 180620410.1002/adma.201806204 ↗
7. Bentz · Angew. Chem., Int. Ed. · 2018 · 57 · 1499210.1002/anie.201806912 ↗
8. Wang · Chem. Soc. Rev. · 2019 · 48 · 55810.1039/C7CS00656J ↗
9. Winter · Chem. Soc. Rev. · 2016 · 45 · 531110.1039/C6CS00182C ↗
10. Dastidar · Chem. – Asian J. · 2016 · 11 · 248410.1002/asia.201600814 ↗
11. Zhang · Coord. Chem. Rev. · 2013 · 257 · 137310.1016/j.ccr.2013.01.005 ↗
12. Whittell · Nat. Mater. · 2011 · 10 · 17610.1038/nmat2966 ↗
13. Mancin · Coord. Chem. Rev. · 2009 · 253 · 215010.1016/j.ccr.2009.03.015 ↗
14. Serrano · Coord. Chem. Rev. · 2003 · 242 · 7310.1016/S0010-8545(03)00061-4 ↗
15. Bonati · J. Chem. Soc., Chem. Commun. · 1974 · 8810.1039/c39740000088 ↗
16. Minghetti · Inorg. Chem. · 1979 · 18 · 65810.1021/ic50193a026 ↗
17. Zheng · Chem. Rev. · 2020 · 120 · 967510.1021/acs.chemrev.0c00011 ↗
18. Galassi · Comments Inorg. Chem. · 2019 · 39 · 28710.1080/02603594.2019.1666371 ↗
19. Zheng · Chem. Commun. · 2019 · 55 · 713410.1039/C9CC02969A ↗
20. Omray · Coord. Chem. Rev. · 2005 · 249 · 137210.1016/j.ccr.2004.12.018 ↗
21. Burini · Comments Inorg. Chem. · 2003 · 24 · 25310.1080/02603590390464225 ↗
22. Mirzadeh · Chem. Rev. · 2020 · 120 · 751110.1021/acs.chemrev.9b00816 ↗
23. Schmidbaur · Chem. Soc. Rev. · 2012 · 41 · 37010.1039/C1CS15182G ↗
24. Schmidbaur · Chem. Soc. Rev. · 2008 · 37 · 193110.1039/b708845k ↗
25. Beltrán · Eur. J. Inorg. Chem. · 2014 · 116510.1002/ejic.201301487 ↗
26. Lintang · Angew. Chem., Int. Ed. · 2010 · 49 · 424110.1002/anie.200906578 ↗
27. Torralba · Helv. Chim. Acta · 2004 · 87 · 25010.1002/hlca.200490012 ↗
28. Kim · Chem. Mater. · 1998 · 10 · 188910.1021/cm9800534 ↗
29. Barberá · Inorg. Chem. · 1998 · 37 · 296010.1021/ic971632y ↗
30. Barberá · Angew. Chem., Int. Ed. Engl. · 1996 · 35 · 283210.1002/anie.199628321 ↗
31. Kishimura · J. Am. Chem. Soc. · 2005 · 127 · 17910.1021/ja0441007 ↗
32. Enomoto · J. Am. Chem. Soc. · 2001 · 123 · 560810.1021/ja010426t ↗
33. Sherman · Chem. Rev. · 2017 · 117 · 653810.1021/acs.chemrev.7b00097 ↗
34. Zhang · J. Am. Chem. Soc. · 2023 · 145 · 431110.1021/jacs.3c00389 ↗
35. Rosati · Macromolecules · 2022 · 55 · 248610.1021/acs.macromol.2c00129 ↗
36. Xiao · J. Am. Chem. Soc. · 2016 · 138 · 1265510.1021/jacs.6b08069 ↗
37. Xiao · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2016 · 113 · 116210.1073/pnas.1524976113 ↗
38. Zhang · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2014 · 111 · 905810.1073/pnas.1402858111 ↗
39. Li · Chem. Commun. · 2013 · 49 · 110010.1039/c2cc38575a ↗
40. Li · Angew. Chem., Int. Ed. · 2012 · 51 · 1161610.1002/anie.201205660 ↗
41. Dong · Soft Matter · 2012 · 8 · 781210.1039/c2sm25505g ↗
42. Song · Angew. Chem., Int. Ed. · 2005 · 44 · 401810.1002/anie.200500353 ↗
43. Burger · J. Colloid Interface Sci. · 2004 · 275 · 63210.1016/j.jcis.2004.02.048 ↗
44. Guo · Polym. Chem. · 2024 · 15 · 3010.1039/D3PY01183F ↗
45. Xu · Chem. Mater. · 2020 · 32 · 703610.1021/acs.chemmater.0c02459 ↗
46. Shin · ACS Nano · 2017 · 11 · 21332142
47. Park · Adv. Funct. Mater. · 2015 · 25 · 457010.1002/adfm.201501595 ↗
48. Fan · Soft Matter · 2014 · 10 · 284810.1039/c3sm53049c ↗
49. Higuchi · Macromolecules · 2013 · 46 · 406410.1021/ma400620v ↗
50. Yabu · Adv. Mater. · 2005 · 17 · 206210.1002/adma.200500255 ↗
51. Garg · Adv. Colloid Interface Sci. · 2022 · 302 · 10262110.1016/j.cis.2022.102621 ↗
52. Odette · Langmuir · 2022 · 38 · 439610.1021/acs.langmuir.2c00128 ↗
53. Knight · J. Am. Chem. Soc. · 2018 · 140 · 140910.1021/jacs.7b11005 ↗
54. Wu · Langmuir · 2018 · 34 · 1149510.1021/acs.langmuir.8b02135 ↗
55. Zhou · J. Mater. Chem. A · 2018 · 6 · 1409110.1039/C8TA04057E ↗
56. Shen · Nanoscale · 2017 · 9 · 1919110.1039/C7NR06359H ↗
57. Wang · Giant · 2023 · 13 · 10014210.1016/j.giant.2023.100142 ↗
58. Zhou · Macromol. Rapid Commun. · 2023 · 44 · 220021610.1002/marc.202200216 ↗
59. Wang · Soft Matter · 2022 · 18 · 865610.1039/D2SM01221A ↗
60. Luo · ACS Nano · 2020 · 14 · 181110.1021/acsnano.9b07611 ↗
61. Wang · Langmuir · 2019 · 35 · 672710.1021/acs.langmuir.9b01177 ↗
62. Zhou · Chem. Commun. · 2016 · 52 · 1217110.1039/C6CC06492B ↗
63. Liu · ACS Nano · 2016 · 10 · 658510.1021/acsnano.6b01336 ↗
64. Li · Angew. Chem., Int. Ed. · 2007 · 46 · 130010.1002/anie.200603934 ↗
65. Wang · Macromolecules · 2021 · 54 · 744810.1021/acs.macromol.1c01180 ↗
66. Hao · J. Polym. Sci. · 2020 · 58 · 70410.1002/pol.20190163 ↗
67. Hu · Nanoscale · 2019 · 11 · 1735010.1039/C9NR05885K ↗
68. Arai · ACS Nano · 2016 · 10 · 802610.1021/acsnano.6b04087 ↗
69. Eren · Inorg. Chem. Front. · 2024 · 11 · 326310.1039/D4QI00340C ↗
70. Eren · Chem. Sci. · 2024 · 15 · 353910.1039/D3SC06280E ↗
71. Bochicchio · ACS Nano · 2017 · 11 · 100010.1021/acsnano.6b07628 ↗