2017 Fiscal Year Annual Research Report
Observation of chemical reactions using high resolution AFM
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16K13680
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
杉本 宜昭 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (00432518)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 走査プローブ顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
単分子の化学反応をその場で観察することは化学の長年の夢である。本研究では、固体表面に吸着した個々の有機分子の化学反応を実空間で可視化することを目的とする。原子間力顕微鏡（AFM）を用いると有機分子の形を可視化することができるので、化学反応による構造変化を直接捉える事ができる。反応中間体、反応生成物の構造の同定、さらに個々の反応経路の活性化障壁の測定を行う。これにより、例えば触媒反応場で起こる化学反応など、ローカルで起こる化学反応を理解することにつながる。今回、有機分子が基板から力を受けて促進される新しい化学反応をAFMによって可視化することに成功した。自由空間で本来ねじれている有機分子が、金属表面に吸着することによって、平坦化することを直接観察した。AFMによる分子骨格イメージングによって、分子が平坦化していることを原子分解能で確認した。この有機分子を加熱したところ、アズレン部位がフルバレンに変換する化学反応が起こっていることを直接観察した。このような化学反応は従来観察されておらず、分子が表面から力を受け、その歪みが化学反応を促進したと考えられる。実際、アズレン部位を持つもののねじれがほとんどない有機分子を用いて比較実験を行ったところ、そちらではフルバレンへの転位は観察されなかった。また、加熱する温度を変化させながら、反応生成物を単一分子レベルでカウントすることによって、反応の経路も推定した。
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Research Products
(43 results)
