| 研究課題/領域番号 |
19H02535
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28010:ナノ構造化学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
今岡 享稔 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80398635)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
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| キーワード | 電子顕微鏡 / クラスター / ナノ粒子 / サブナノ粒子 / 原子動態 / 金属クラスター / 触媒 / 白金 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
サブナノ粒子、ナノ粒子の時空間構造の解析手法を確立した後、様々なサイズ(構成原子数)や組成の粒子に適用し、運動の物理モデルを確立する。反応条件下（温度、ガス導入）におけるin-situ観察により、時空間構造の変化量と変換速度を定量化する。変化量は活性点の多様性を生み出し、速度は構造の緩和速度に対応するので、触媒性能の説明因子になると期待される。運動性と活性の相関をとり、火山型プロットに代表される静的モデルから外れる動的ナノ粒子触媒の実証と、これを応用した革新的触媒の創出をめざす。
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| 研究成果の概要 |
金属ナノ粒子やクラスターの触媒活性を決定する本質的要因はなにか？この問いは構成原子数により大きく異なるクラスター触媒の活性が見出されてから長らく疑問とされてきたものであり、特に構造的要因は特に未解明な部分が多く、クラウターの特性を考えるうえで理解を深める必要があった。そこで研究代表者らは原子分解能電子顕微鏡を用いてクラスターの原子動態をリアルタイムで観測し、原子配列構造のダイナミクスについて重要な実験的知見を得ることに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
最もシンプルな実験対象として、グラフェンのような担体上における二量体・三量体の生成・解離のダイナミクスを、元素を同定しながら原子レベルの分解能で直接可視化することに世界で初めて成功した (Nature Commun. 2022, in press)。具体的には走査型透過電子顕微鏡（STEM）とZコントラスト原理に基づく元素同定を組み合わせて、多くのホモおよびヘテロ金属二量体のビデオ記録を行った。AuAg、AgCu、AuAgCuのような存在確率の低い短寿命分子も、低電子線量で動く原子を識別した結果、世界で初めて直接可視化することに成功している。
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