“インビジブル” 物質の制御: 精密な原子配列によるナノ触媒の作製

■ポイント
?共還元法により、中空?粒状シェル構造を持つ金コア銀-プラチナマルチシェルナノ粒子（NPs）を合成しました。
?NPsの微細構造は、HAADF-STEM、EDSマッピング、3Dトモグラフィーなどの高性能電子顕微鏡技術を用いて解析しました。
?シェル部分内の空隙領域は、3D再構成画像を通じて可視化されました。
?銀およびプラチナ前駆体の供給比率が、それぞれ空隙の体積およびプラチナ粒子の量を制御します。

■研究の概要
　長崎大学大学院総合生産科学研究科のAnh T.N. Dao准教授、中谷久之教授の研究グループは、九州大学の金子賢治教授の研究グループと、東北大学笠井均教授、藪浩教授の共同で、ナノ材料工学および分析の分野において先駆的な研究成果を生み出し、触媒用途における多金属ナノ粒子の製造において原子スケールで構造を制御する新しい視点を提供しました。

　論文「Controlling the Composition and Nanostructure of Au@Ag-Pt Core@Multi-shell Nanoparticles Prepared by Co-reduction Method」は、現在Elsevierで利用可能です。

　この包括的な研究は、長崎大学のAnh T.N. Dao准教授及び九州大学の金子健二教授が主導し、共還元合成を通じて三つの異なる元素で構成される金属ナノ粒子の形成を支配する複雑なメカニズムを探究しています。この研究は、ナノ結晶の既存の合成技術に挑戦し、不均質構造の設計をより良くする革新的なモデルを提示しています。

　本論文では、ガルバニック置換反応（GRR）と汎用性の高い還元剤であるクエン酸ナトリウムを組み合わせた共還元法を用いて、三元金属NPsを容易に得る方法を説明します。この研究では、最新の電子顕微鏡技術を用いてナノ構造と組成を調査しました。具体的には、高解像度走査透過型電子顕微鏡（STEM）に装備された高角度環状暗視野（HAADF）イメージングやエネルギー分散型X線分光法（EDS）、特に3次元トモグラフィ技術を用いました。この方法により、~15 nmのAuコア上に数ナノメートルのPt粒子が分散した中空のAgシェルで構成される複雑なAg-Pt多層構造を明確に可視化し、競合する二つの反応の中でどちらを優先するかを選ぶことでそれを制御する方法を示しました。

【論文情報】
雑誌名：Materials Chemistry Today
論文名：Controlling the composition and nanostructure of Au@Ag–Pt core@multi-shell nanoparticles prepared by co-reduction method
掲載日：2024年6月1日
URL：https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2024.102132

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