입방 초 고양이 결합 된 2 에볼루션 바카라 시트 생성 -고효율 수소 생성 촉매의 발달을 기대하고 있습니다 -

Nakanishi Yusuke 조교수, 도쿄 메트로폴리탄 대학교 (Gendo Naohiko), Endo Naohiko (대학원생), Miyata Komitsu 부교수, Kanda Naoyuki (대학원생), Aizaki Kaito (대학원생), Aizaki Motoki, 특수 보조 교수) 공학 대학원, 공학 대학원, 타카 하시 야스시 교수, 공학 대학원/카자자와 대학교 나노 라이프 과학 연구소 (WPI-Nanolsi), 선임 연구원 Liu Hun, Extreme Functional Materials Research, Advanced Industrial Decivery, Hayashi Nagamasa를 포함한 연구원, Chiga Rionori, Chiga-Ryonori 교수의 최고 연구원을 포함한 연구원의 역사적 재료 연구 부서 수석 연구원. 오사카 대학교 산업 과학 연구소의 카즈 토모, 나고야시 대학교 (Nagoya City University), 마루야마 미나 (Maruyama Mina) 조교수, 타카 나시 린 조교수, 오카다 수츠 무 (Okanashirin) 조교수, 과학 대학원 과학 대학원의 아오이기 시노부 (Aoyagi Shinobu) 교수는 "Superatomic Layers"라는 2 에볼루션 바카라 자료를 발견했다 (Superatom Molybdenum Clusters (1)). 시트 형태로 결합하여 구조적 특징, 전자 구조 및 촉매 활성을 설명했습니다. 원자 배열은 투과 전자 현미경을 사용하여 나노 공간에 한정 된 단층 (나노 리본 (주 3))을 직접 관찰함으로써 시각화되었고, 구조는 성공적으로 결정되었다. 또한, 본 발명자들은 기질상에서 합성 된 층 샘플의 얇은 샘플의 촉매 활성이 수소 생성 반응의 높은 촉매 활성을 나타낸다는 것을 입증 하였다. 이 연구 결과는 매우 효율적인 수소 생성 촉매의 개발을위한 재료 설계에 대한 지침 역할을 할 것으로 예상됩니다. 이 연구 결과는 2024 년 7 월 26 일 독일 과학 저널 Advanced Materials의 온라인 브레이킹 판에 발표 될 것입니다.

• 합성 된 슈퍼 아톰 "MO8S8CL11". 여기서 입방 몰리브덴 황화 황화물 슈퍼 아톰 (MO4S4 클러스터)은 염소 (CL) 원자를 통해 에볼루션 바카라 형태로 결합된다.
• 결함 또는 원자 정렬이 거의없는 Mo8S8CL11의 단층은 탄소 나노 튜브의 내부 공간을 사용하여 주형 반응에 의해 합성되고 분리되었으며, 구조적 분석은 전이 전자 현미경을 사용하여 성공적으로 수행되었다.
• 기판상에서 합성 된 얇은 시편이 수소 에볼루션 바카라 반응의 높은 촉매 활성을 나타낸다는 것을 입증 하였다.

그래 핀의 발견 이후, 단일 그래파이트, 다양한 단일 층의 여러 층 층이 제거되었으며, 2 에볼루션 바카라 "원자 층"은 3 에볼루션 바카라 재료에서 발견되지 않는 광학 및 전자 수송 특성을 보여줍니다. 계층화 된 물질이 분리되고 2 에볼루션 바카라 재료가 합성되는 하향식 연구가 진행되고 있지만, 새로운 2 에볼루션 바카라 재료를 생성하기 위해 유기 분자 및 나노 입자를 연결하는 과정에서 상향식 연구가 증가하고 있습니다. 전이 금속 칼 코게 나이드 클러스터 (주 4)는 다양한 구조 및 조성 및 대칭 분자 프레임 워크로 인해 다양한 2 에볼루션 바카라 재료의 구조 단위로 유망합니다. 원자와 유사한 전자 구조를 갖는 전이 금속 chalcogenides의 클러스터는 과수원으로도 알려져 있으며, 이들을 구조 단위로 사용하는 3 에볼루션 바카라 응집은 반세기 동안 연구되었다. 그중, 입방 M4X4 클러스터 (M : Transition Metal, X : Chalcogen)는 입방 격자 및 바스켓-유사 (클라스 트레이트)와 같은 3 에볼루션 바카라 축적을 형성하고, 구성 및 배열에 따라 강자성 및 초전도성과 같은 특성을 나타냅니다 (그림 1). 이들 클러스터가 시트 형태로 배열되는 "초 소성 층"은 독특한 2 에볼루션 바카라 배열 구조 및 분자간 상호 작용으로 인해 초 소성체에서 발견되지 않는 특성의 출현을 유발할 것으로 예상된다. 그러나, 3 에볼루션 바카라 분자 구조를 가진 M4X4 클러스터를 시트와 같은 모양으로 배열하는 것은 쉽지 않으며, 지금까지 초자동 층의 합성의 예는 없었다.

이 연구에서, 우리는 Mo4S4 클러스터가 고유 한 템플릿 반응 (주 5)을 통해 시트 형태로 배열되는 초 아생 동물 층 (MO8S8CL11)을 성공적으로 합성했습니다 (그림 2). 연구자들은 클로라이드 및 황 vapor가 탄소 나노 튜브의 내부 공간에서 반응 할 때, Cl 원자를 통해 Mo4S4 슈퍼 아톰이 자라는 고아 톰 층이 자라는 것을 발견했다. 직경이 몇 나나노 미터를 갖는 1 에볼루션 바카라 나노 스페이스에서 화학 반응을 겪음으로써, 결함이나 교란이 적은 Mo8S8Cl11의 단층이 형성된다. 투과 전자 현미경을 사용 하여이 단일 층을 관찰하면, Mo4S4 클러스터로 구성된 육각형 근접 포장 시트는 CL 원자의 층이 위아래로 결합되는 이중 층 구조를 갖는 것으로 밝혀졌다 (도 3). 작은 왜곡을 갖는 이중 층 구조를 채택함으로써, 시트 형태로도 안정적으로 유지 될 수있다.
연구팀은 또한이 초 자극성 층이 층화 된 재료에도 기판에서 자란 여러 마이크로 미터에 존재한다는 것을 발견했다. 투과 전자 현미경을 사용하여 계층 물질로부터 분리 된 단일 층의 단면을 관찰함으로써, 본 발명자들은 나노 튜브 내부와 동일한 이중층 구조를 갖는 Mo8S8Cl11 시트가 형성됨을 입증했다 (도 4). 이론적 계산은 MO8S8CL11이 압축 및 인장 변형에 민감한 반도체이며 약간의 응력으로 빛을 방출 할 수 있음을 시사합니다. 또한, 얇은 시편의 표면에서의 촉매 활성이 조사되었고, 유망한 수소 에볼루션 바카라 촉매 인 몰리브덴 이황화 (MOS2)보다 높은 활성을 나타내는 것으로 밝혀졌다.

이 연구에서, 우리는 Cubic Mo4S4 클러스터가 시트 형태로 배열되는 초 소동 층이 세계에서 첫 번째였으며, 원자 배열은 전달 전자 현미경을 사용하여 직접 관찰을 통해 설명되었으며, 수소 에볼루션 바카라 반응의 높은 촉매 활성을 나타낸다는 것을 보여 주었다. 구조 제어 및 넓은 면적 합성 기술이 미래에 발전하고 촉매 반응 메커니즘이 명확 해지면, 이것이 수소 에볼루션 바카라 반응의 촉매 효율을 향상시키기위한 합리적인 재료 설계 지침의 확립으로 이어질 것으로 기대됩니다. 또한, 전이 금속 칼 코게 나이드의 클러스터는 풍부한 다양한 구조 및 조성물을 갖는 재료 그룹이며, 유사한 합성 접근법은 다양한 과성 소음 층을 실현할 수있을 가능성이 있으며, 다양한 물리적 특성 및 기능의 출현을 탐구하기위한 연구 기반으로 작용할 것으로 예상된다.

(제목) CL 가교에 의해 연결된 입방 Mo4S4 클러스터의 초 자극 층
(저자) Yusuke Nakanishi,* Naoyuki Kanda, Motoki Aizaki, Kaito Hirata, Yasufumi Takahashi, Takahiko Endo, Yung-Chang Lin, Ryosuke Senga, Kazu Suenaga, Shinobu Aoyagi, Mina Maruyama, Suruyame, Suruyame Okada, Yasumitsu Miyata 및 Zheng Liu*
*해당 저자
(잡지 이름) 고급 자료
(doi) 10.1002/Adma.202404249
이 연구는 일본 과학 및 기술 기관 (JST) 전략적 창조적 인 연구 프로모션 프로젝트 "JPMJCR20B1, JPMJCR23A4", SAKIGAKE "JPMJPR23H5", ACT-X "JPMJAX23DH", jpmjax23dh ", Emerging Research Project"jpmjfr203k ", jpmjfr203k", 과학 연구 "JP23H01807, JP24H00044, JP24K17708, JP24H01189, JP24H00478, JP22H05478, JP23H00277, JP23H00277, JP21H05235, Scientistry of Sporture, Sporture, Whites, Whites, The Statert, Whites, Whites, Whites, Whites, Watural의 홍보. 세계 수준의 연구 센터 프로그램 (WPI) 및 도쿄 메트로폴리탄 에볼루션 바카라교의 세계 선발 유형 연구 센터 지원

(주 1) 클러스터
상호 작용에 의해 다수의 원자가 집계되는 나노 구조. 전형적인 클러스터의 예는 60 개의 탄소 원자가 결합 된 구형 분자 "C60 Fullerene"입니다.
(참고 2) 슈퍼 아톰
원자의 유형과 구성에 따라 특성이 변하는 원자와 유사한 개별 전자 상태가있는 클러스터. 전이 금속 칼 코게 나이드의 과수원은 고도로 대칭 구조를 가지며, M3X4, M4X4 및 M6X8 (M : Transition Metal, X : Chalcogen)이보고되었다.
(주 3) Nanoribbon
얇은 나노 미터 크기의 폭으로 절단 된 2 에볼루션 바카라 재료로 만든 1 에볼루션 바카라 스트립 모양 (리본 모양) 재료.
(주 4) 전이 금속 chalcogenide
Chalcogenideniobium 및 Molybdenum과 같은 전이 금속 원자, 그리고 황 및 셀레늄과 같은 칼코겐 원자로 구성된 무기 화합물. 전형적인 화합물 인 MOS2는 층화 된 물질이며 윤활제로서 사용된다. 수소 에볼루션 바카라 반응의 촉매 활성이 높고 최근 몇 년 동안 연구가 진행되고있는 것으로 알려져있다.
(주 5) 템플릿 반응
나노 크기의 구멍을 템플릿으로 사용하여 화학 반응 및 결정 성장을 유발함으로써 화합물의 구조를 제어하는 ​​방법. 1 에볼루션 바카라 화합물은 직경이 1 ~ 몇 나노 미터로 원통형 공간에서 반응 할 때 자랍니다.

*일부 작품은 원래 논문에서 인용되고 수정되어 "CL 가교로 연결된 입방 Mo4S4 클러스터의 초생적 층"에서 인용되고 수정됩니다.