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2019 年度 研究成果報告書

合理的な結晶構造制御方法の確立を目指した先駆的金属ナノ材料の研究

研究課題

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研究課題/領域番号 18K14073
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分28010:ナノ構造化学関連
研究機関京都大学

研究代表者

草田 康平  京都大学, 理学研究科, 特定助教 (50741857)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード金属ナノ粒子 / 触媒
研究成果の概要

本研究期間内では、申請者はこれまで開発したfcc構造のRuの結晶構造メカニズムをX線吸収分光、X線回折法を用いて実験的に解明した。この結果を踏まえ、通常はhcp構造しか形成しないOsにおいても、同様にfcc構造を有するOsナノ粒子を初めて合成することに成功した。これは合成条件により結晶構造が制御できるという新たな例でもあり、本提案で掲げる、『結晶構造』が新たな自由度となり得ることを示した。また、合金系においても、PdRu固溶体合金において、fcc構造とhcp構造が主となるものを作製し、結晶構造が変化した結果、電気化学触媒反応において著しく耐久性が向上することも見出した。

自由記述の分野

ナノ材料化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、バルクでは存在しない結晶構造を有する金属ナノ粒子の合理的な設計指針を確立し、結晶構造制御が物性に与える影響を調べることを目的とした。これまで、金属ナノ粒子開発には粒径や結晶面の制御など精密な制御が行われている。しかし、これらは、古くから築き上げられた金属状態図の範疇にあり、未だ材料設計に制限がある。本研究で得られた成果の金属ナノ粒子の結晶構造制御による物性開拓は世界でも報告例がなく、学術的にも極めて独自性が高い。結晶構造は物質の電子状態・表面構造に密接に関係するものであり、得られた新規物室は既存の物質とは全く異なる電子状態および物性を有し、新材料の創造的な設計に活用が可能である 。

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公開日: 2021-02-19  

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