2023/10/10
庆应义塾大学
庆应义塾大学理工学部の井上 朋也 助教、畑中 美穂 准教授、中嶋 敦 教授は、気相中で生成したアルミニウムナノクラスター超原子にホウ素原子が添加（ドープ）された際に、その幾何構造との協奏によって反応活性化と不活性化の二面性があることの解明に成功し、超原子の構造上でホウ素原子が占める位置によって反応性が制御されることを明らかにしました。
新规ナノ构造体による机能基板の开発は、化学変换过程やエネルギー変换过程の一层の効率化を通して、エネルギーや环境の问题を克服するために极めて重要です。原子が数个から数十个集合したナノクラスターのなかには、原子と同じような电子状态をとることから、ナノクラスター超原子と呼ばれるナノ构造体があり、异なる元素を添加するとその反応性が大きく変化することが知られていました。しかし、原子数、组成を単一にしたナノクラスター超原子の生成が难しいことに加えて、基板表面では、表面の特性や构造の乱れのために、ナノクラスター超原子が変形したり、电荷状态が変化したりすることなどによって、异原子を添加した効果が正しく议论できないという课题がありました。
本研究グループは、原子数や组成を完全に制御した纯粋な超原子を大量に合成し、非破壊かつ安定的に基板に固定化する技术を确立しました。さらに、复合超原子を基础としたナノ构造体を活用することで、异原子が添加された际に、その几何构造が协奏して反応活性化と不活性化の二面性をもつことも解明しました。これらの结果は、次世代の化学変换、エネルギー変换を実现する复合ナノ构造体の机能创成につながることが期待されます。
本研究成果は、2023年10月4日（米国时间）にアメリカ化学会の学术誌『Journal of the American Chemical Society』で公开されました。
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