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最小の三元素合金:金・銀・銅原子からなる三角分子の直接観測に成功 異種原子が結合する瞬間をリアルタイムで観察、新たな触媒設計を実現する構造解析手法として期待
2022/06/15
掲載言語: 日本語
要点-種類の異なる原子が結合し、異核多原子分子を形成する瞬間を世界で初めて観察-本研究で用いた環状暗視野走査透過電子顕微鏡法(ADF-STEM法)により、金-銀-銅を各1原子ずつ含む最小の三元素合金を直接観測-未知の原子集合体の解明を通して、触媒の機構解明や設計などに期待概要東京工業大学科学技術創成
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Real-time Imaging of Dynamic Atom-atom Interactions
2022/06/14
掲載言語: 英語
In a breakthrough, Tokyo Tech researchers have managed to observe and characterize dynamic assembly of metallic atoms using an ingenious combination
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Atom by Atom: Building Precise Smaller Nanoparticles with Templates
2022/03/09
掲載言語: 英語
Despite rapid advances of nanoscience, the properties of quasi-sub-nanomaterials with structures falling between molecules and solids remain unreveal
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固体と分子の境界サイズの物質を合成する新たな手法を開発 超分子カプセルを用いて巨大な金属クラスターを合成
2022/03/09
掲載言語: 日本語
要点-サブナノとナノの中間に位置する準サブナノ領域の微粒子を高精度で合成-2種類の樹状分子を混合して自発的に構築させた超分子カプセルを利用-粒子サイズがさらに大きい材料の開発も期待概要東京工業大学科学技術創成研究院の塚本孝政助教(科学技術振興機構さきがけ研究者を兼任)、山元公寿教授、神戸徹也助教らの
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Inorganic Borophene Liquid Crystals: A Superior New Material for Optoelectronic Devices
2022/02/25
掲載言語: 英語
Liquid crystals derived from borophene have risen in popularity, owing to their immense applicability in optoelectronic and photonic devices. However
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無機物のみで形成された液晶デバイスの開発 ボロフェン類似物質からなる高温駆動が可能な液晶を発見
2022/02/25
掲載言語: 日本語
要点-ボロフェン類似物質からなる高温駆動する液晶の合成に成功-有機液晶にはない高い熱安定性を実現-フレキシブルな無機物を用いた熱耐性光学デバイスを実証概要東京工業大学科学技術創成研究院の神戸徹也助教、山元公寿教授らの研究グループは、同研究院の宍戸厚教授、久保祥一准教授らの研究グループ、神奈川県立産業
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金属原子の位置をヒントに複雑な高分子の立体構造を解明 新たな立体構造の解析手法として高分子材料の設計などに期待
2021/08/19
掲載言語: 日本語
要点-複雑な立体構造を持つ樹状高分子錯体の立体構造を単分子レベルで解析-原子分解能を持つ電子顕微鏡で捉えた画像の金属原子の位置を基に、理論計算によるシミュレーションとの比較によって構造を把握-高分子錯体における構造-機能相関の解明や新高分子材料の設計などに期待概要東京工業大学科学技術創成研究院化学生
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Novel Molecular Imaging Technique Casts Complex Coordination Molecules in a New Light!
2021/08/11
掲載言語: 英語
High-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy can be used to determine complex conformational structures of both crystallin
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Silver Linings: Adding Silver to the Nanoclusters Can Do Wonders for their Luminescence
2020/12/21
掲載言語: 英語
Scientists at Tokyo Institute of Technology have discovered that a silver-doped platinum thiolate nanometal complex shows 18-fold greater photolumines
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室温でりん光を発する銀白金合金クラスター結晶 銀イオンの包摂により18倍の発光量子収率を実現
2020/12/14
掲載言語: 日本語
要点-環状白金錯体に銀イオンを包摂して結晶化することで、発光効率が大幅に向上した銀白金合金クラスターを得ることに成功-銀を中心に包摂した銀白金合金クラスターは合金化の効果により安定な分子軌道を有することを確認-カドミウムや鉛、セレンなどの有害元素を含まない発光性金属クラスターの生体応用に期待概要東京
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特殊な発光現象を示すセラミック微粒子を発見 元素組成の連続的制御により量子サイズ物質を網羅探索
2020/11/12
掲載言語: 日本語
要点-サブナノ粒子の元素組成を連続的に制御する手法で機能性粒子を網羅的に探索-特定の元素比率でのみ粒子が発光する現象を発見し、その原理を解明-次世代の量子サイズ機能材料の探索に期待概要東京工業大学科学技術創成研究院の塚本孝政助教、山元公寿教授、葛目陽義特任准教授(現山梨大学クリーンエネルギー研究セン
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Smaller than Ever—Exploring the Unusual Properties of Quantum-sized Materials
2020/11/12
掲載言語: 英語
Scientists at Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) synthesize sub-nanometer particles with precisely controlled proportions of indium and tin us
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「金‐銀‐銅」の合金微粒子を生成 オリンピックメダル金属の3元素から成る高性能触媒を開発
2020/09/18
掲載言語: 日本語
要点-1ナノメートルサイズの粒子中に金・銀・銅を混合した触媒を開発-従来の触媒よりも低温・低圧で駆動する、炭化水素の高活性酸化触媒-高エネルギー物質であるヒドロペルオキシドを生産する特殊な触媒概要東京工業大学科学技術創成研究院の塚本孝政助教、
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2020/09/15
掲載言語: 英語
'Sub-nanometer' particles (SNPs) are very popular because of their diverse applications, but technical difficulties in their synthesis has hindered research in this field. Scientists at the Tokyo
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Synthesizing a Superatom: Opening Doors to their Use as Substitutes for Elemental Atoms
2020/02/25
掲載言語: 英語
Scientists at Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) and ERATO Japan Science and Technology have demonstrated how superatoms of a desired valency, stability, and volume can be synthesized in a
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ガリウムが別元素の性質に変化 超原子と呼ばれる特殊な粒子を作り出すことに成功
2020/02/25
掲載言語: 日本語
要点-ガリウムの金属クラスターによる「超原子」の合成に成功-13原子クラスターが特異な硬さと化学特性を示すことを解明-ガリウムクラスターの原子数を規定することで、ハロゲンに似た性質が発現概要東京工業大学科学技術創成研究院の神戸徹也助教、山元公
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貴金属に匹敵する触媒活性を示す安価な錆びた銅 極小サイズが引き起こす高活性化
2020/02/07
掲載言語: 日本語
要点-1ナノメートルサイズ酸化銅粒子のアモルファス構造解析に成功-安価な酸化銅が貴金属にも匹敵する高効率触媒活性を達成-高難度炭化水素の酸化反応に対応できる新触媒技術への期待概要東京工業大学科学技術創成研究院化学生命科学研究所の田邊真特任准
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The power of going small: Copper oxide subnanoparticle catalysts prove most superior
2020/02/07
掲載言語: 英語
Scientists at Tokyo Institute of Technology have shown that copper oxide particles on the sub-nanoscale are more powerful catalysts than those on the nanoscale. These subnanoparticles can also cat
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サブナノ粒子の新計測法の開発に成功 サブナノ領域の未解明の構造・活性に迫る新技術
2019/12/16
掲載言語: 日本語
要点-これまで観測できなかったサブナノ粒子の振動分光の直接計測に成功-振動スペクトルの理論解析によって、サブナノ粒子の構造と組成を決定-サブナノ粒子の物性や触媒活性を理論・実験双方から解明する新たな指針概要東京工業大学科学技術創成研究院の葛目
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Nanoscience breakthrough: Probing particles smaller than a billionth of a meter
2019/12/16
掲載言語: 英語
Scientists at Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) developed a new methodology that allows researchers to assess the chemical composition and structure of metallic particles with a diameter
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Discovery of periodic tables for molecules
2019/09/09
掲載言語: 英語
Scientists at Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) develop tables similar to the periodic table of elements but for molecules. Their approach could be used for predicting novel stable substa
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複数の原子からなる高次の物質の周期律を発見 未知物質の探索に活用できる新たな周期表の誕生
2019/09/02
掲載言語: 日本語
要点-分子などの形状と性質を予測する新たな理論モデルを開発-複数の原子からなる高次の物質の間に新たな周期律を発見-まだ確認されていないナノ物質の存在を予見概要東京工業大学科学技術創成研究院の塚本孝政助教、春田直毅特任助教(現京都大学福井謙
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Can't get thinner than this: synthesis of atomically flat boron sheets
2019/08/23
掲載言語: 英語
Scientists at Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) find a simple method for producing atomically thin layers of oxidized borophene, a promising 2D boron-based nanomaterial that could serve i
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ボロフェンに類似するホウ素二次元ナノシートの発見 常圧大気下で簡便に合成できるホウ素原子層物質
2019/08/23
掲載言語: 日本語
要点-常圧・大気下でホウ素と酸素からなる原子層物質の合成に成功-多積層結晶の異方的な電気特性を解明-層間に導入されたカチオンにより簡単な原子層剥離が可能概要東京工業大学科学技術創成研究院の神戸徹也助教、山元公寿教授らの研究グループは、ボロフ
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2018/11/16
掲載言語: 英語
Scientists at Tokyo Institute of Technology produced subnano-sized metallic particles that are very effective as catalysts for the oxidation of hydrocarbons.
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1ナノメートルサイズの粒子が高活性酸化触媒に 小さなナノ粒子が切り拓く新たな触媒機能
2018/11/16
掲載言語: 日本語
豊富に存在し安価な酸素を原料とする酸化反応を開発 不活性な炭化水素から工業的有用物への高効率製造の実現 19原子 白金ナノ粒子で従来触媒の50倍となる高効率を達成
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多元合金ナノ粒子の新たな合成手法を開発 不可能だった5種類を超える元素のハイブリッド化を実現
2018/09/25
掲載言語: 日本語
5種類以上の金属を含んだナノ粒子を合成する手法を開発 多様な金属元素の種類や比率などを制御 新しい物質群の発見や次世代機能性材料の創出に期待
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2018/09/25
掲載言語: 英語
Researchers in Japan have found a way to create innovative materials by blending metals with precision control. Their approach, based on a concept called atom hybridization, opens up an unexplored area of chemistry that could lead to the development of advanced functional materials.
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原子の対称性を超えるナノ物質を発見 次世代電子材料・磁性材料を生み出す新たな指針
2018/09/21
掲載言語: 日本語
球対称の原子より高い対称性を持つナノ物質の存在を理論的に証明 既存物質ではありえないほど、多くのエネルギー状態が重なる 多く重なったエネルギー状態を利用した次世代の電子・磁性材料の開発に期待
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How a tetrahedral substance can be more symmetrical than a spherical atom A new type of symmetry
2018/09/18
掲載言語: 英語
Scientists at Tokyo Tech have theoretically demonstrated that special tetrahedron nanostructures composed of certain metals have a higher degree of symmetry than the geometrical symmetry of spherical atoms. Nanomaterials with unique and unprecedented electrical and magnetic properties arising from this symmetry will be developed and used for next-generation electronic devices.
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溶媒蒸気の識別が可能な新しい分子集合体材料を作成 取り込む分子に応じて蛍光が大きく変化する多孔性デンドリマー結晶
2018/02/20
掲載言語: 日本語
溶媒蒸気や気体分子などの識別に応用できる新しい分子識別材料の作成に成功しました。アモルファスな凝集を起こしやすい巨大分子(デンドリマー)の自己組織化によって作成された結晶性のファイバーの構造と物性を明らかにしました。この結晶は高い多孔性を有し、気体分子や溶媒蒸気、昇華性分子など様々な分子を内部に取り込むことが可能です。
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アルミニウム「超原子」の液相合成に成功 ―貴金属やレアメタル代替の新たな可能性拓く―
2017/12/13
掲載言語: 日本語
ほかの原子に似た性質を示す「超原子(Al13?)」を液相で合成 Al13がハロゲンのようにアニオン状態をとれることを実証 今後、様々な元素を代替する超原子の利用に期待
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2017/09/26
掲載言語: 日本語
環状の白金錯体を利用して白金原子数5から12の原子数のクラスター担持触媒をミリグラムオーダーで合成することに成功(フラスコスケールの有機合成反応に初めて適用) この白金クラスターは再利用可能な触媒として活用できる可能性がある 少し大きいナノ粒子と比べ、数原子のクラスターは興味深い挙動を示す
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A Preparative-Scale Reaction Using Platinum Clusters with a Single-Digit Atomicity Realized
2017/09/26
掲載言語: 英語
Subnanometer noble-metal clusters have been studied previously for these possibilities in catalytic applications. For example, it is known that platinum is used as a catalyst for a fuel cell, which is conductive and exhibits magnetism. Platinum is indispensable as a material for the next-generation energy grid, but it is rare metal whose reserves are limited. In order to make effective use of resources, it is essential to improve the atomic level accuracy of subnanometer metal clusters and increase the amount of synthesis.
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3種の金属を1ナノメートルの粒子に合金化 ―炭化水素の酸化反応は市販触媒の24倍―
2017/08/02
掲載言語: 日本語
粒径1ナノメートル(nm)程度の極微小なナノ粒子に3種類の金属を精密に合金化する手法を開発 銅と貴金属群の合金界面が炭化水素の酸化反応で高い触媒活性を示すことを発見
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One-Nanometer Trimetallic Alloy Particles Created
2017/08/02
掲載言語: 英語
A researcher group of Tokyo Institute of Technology succeeded in developing precisely controlled alloy nanoparticles multimetallic nanoclusters (MNCs) made of three metals: copper, platinum, and gold. They also discovered that MNCs show catalytic activity that is 24 times greater than commercially available carbon-supported platinum catalysts in the oxidization of hydrocarbons using oxygen in the air.
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原子のようにふるまうナノカプセルを結合―ナノ材料の配列制御へ―
2016/12/08
掲載言語: 日本語
要点 原子のように振る舞う球状の微小なナノカプセルを結合して、一次元構造体(直線状)と二次元構造体(平面状)を構築 ナノカプセル内に金属塩が取り込めることを実証 様々なナノ材料を取り込んで配列するという応用へ期待
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New aspect of atom mimicry for nanotechnology applications
2016/12/06
掲載言語: 英語
Tokyo Tech researchers show dendrimers that mimic the electron valency of atoms can also mimic polymerisation yielding controlled one and two-dimensional arrays of nanocontainers.
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超精密集積で新たな機能性材料に成功―発光体やセンサー、医薬材料に期待―
2016/09/26
掲載言語: 日本語
要点 ビスマスを利用した精密集積型発光分子を開発 発光強度が減少する濃度消光[用語1]を抑えることで強度制御と固体発光を達成 発光要素の自在な出し入れで発光のスイッチング機能を発現
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Controllable light-emitting materials to advance light sensing and nano-medicine
2016/09/26
掲載言語: 英語
Luminous bismuth: controllable light-emitting materials having the potential to advance high-intensity, light sensing and nano-medicine Scientists at Tokyo Tech have developed an approach to control the photoluminescence and solid-state emission of bismuth complexes by complexation with phenylazomethine dendrimers. This research not only sheds light on the structure of a rare, luminescent bismuth complex, but will also be used to advance the potential applications of luminous dendrimers, especially in light harvesting, sensing, electronics, photonics, and nano-medicine.
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A step forward for fuel cell technology
2015/08/17
掲載言語: 英語
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原子19個の白金粒子が最高の触媒活性を示す―燃料電池触媒の質量活性20倍、低コスト化に道―
2015/07/23
掲載言語: 日本語
研究分野
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ナノテク・材料 / 無機・錯体化学
共同研究・競争的資金等の研究課題
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超周期表を指針とするサブナノハイブリッド合金粒子のオンデマンド合成
研究課題/領域番号:21H05023 2021年7月 - 2026年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(S)
山元 公寿, 神戸 徹也, 塚本 孝政, 今岡 享稔, 春田 直毅
配分額:193180000円 ( 直接経費:148600000円 、 間接経費:44580000円 )
次世代のポストナノ材料として注目されている原子精度のサブナノオーダーの合金粒子(サブナノハイブリッド合金)は、118種類存在する元素を原料に、元素種、原子数、原子組成の組み合わせが無限大に存在する新物質として、化学の分野に残された未開拓のフロンティアとして期待されている。
本研究は代表者らのサブナノ粒子の超周期表を設計指針として、独自に開発した精密原子ハイブリッド法を駆使し、狙った多元素物性を発現するサブナノハイブリッド合金を世界に先駆け創製する内容である。このためには、新物質であるサブナノ粒子のライブラリーを構築することが重要となる。
まず今年度は、サブナノハイブリッド合金を新しい元素材料としてライブラリーを完成させるために、研究をいち早く立ち上げることを目指した。デンドリマーへの精密金属集積、サブナノ粒子の合成条件、サブナノ粒子の基礎物性、サブナノ粒子の構造計測のグループに分けて、それぞれのデータを収集し、ネット上で管理できるシステムを構築した。
各種機能性サブナノ粒子は、いずれも対称適合軌道(SAO)モデルに基づく超周期表によって予測されるサブナノ粒子の形状・電子配置に基づいた設計を基盤として選択するようにした。今年度は、これまでの研究展開からの継続性も考慮して、鉄、銅、白金のそれぞれの元素について、サブナノ粒子を合成し、機能評価に努めた。各元素からサブナノオーダーの粒子の形成を低加速エネルギーのSTEMにより確認できた。各種構造解析から、鉄カーバイト、酸化銅、白金銀合金のサブナノ粒子の生成を確認した。機能評価はデンドリマーなど配位子などを加熱分解によって除去し、計測を実施した。