51探花

【本学研究者情报】

〇材料科学高等研究所　教授　几原雄一

〇金属材料研究所　准教授　川原一晃

【発表のポイント】

• 新规开発した3次元电子顕微镜法により、酸化物基板に担持された白金ナノ触媒の3次元构造の再构成に成功した。
• 统计的解析手法および理论计算との融合により、ナノ粒子表面の动的な原子サイトに生じた负电荷の偏りが触媒活性に大きく寄与していることを初めて明らかにした。
• 3次元电子顕微镜法と理论计算を融合することにより、触媒活性サイトが明らかになり、高性能な触媒开発を大きく加速することが期待される。

【概要】

東京大学大学院工学系研究科附属総合研究機構の石川 亮 特任准教授、窪田 陸人 大学院生（研究当時）、川原 一晃 助教（研究当時、現：東北大学金属材料研究所 准教授）、二塚 俊洋 特任研究員、幾原 雄一 東京大学特別教授（兼：東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR） 教授）、柴田 直哉 教授による研究グループは、新規に開発した3次元電子顕微鏡法と理論計算を用いることにより、チタン酸ストロンチウム（SrTiO₃）基板に担持（注1）された白金ナノ粒子の3次元原子构造とその电子状态の解明に成功しました。厂谤罢颈翱₃基板に担持された白金ナノ粒子は、水分解やさまざまな化学反応を促进する不均一触媒（注2）として非常に重要な材料です。触媒活性の本质的な理解のためには、触媒反応が进行する活性サイトの原子构造と电荷分布の関係を明らかにすることが极めて重要です。本研究では、原子分解能电子顕微镜の像强度を定量的?统计的に解析することにより、酸化物基板に担持された白金ナノ粒子の3次元原子构造および动的构造を明らかにしました。さらに、得られた実験结果に基づいた理论计算を行うことにより、配位数が小さく不安定な原子サイトに负の电荷が偏っており、そこが活性サイトであることも明らかにしました。本成果は、触媒设计に新たな指针を与え、高性能な触媒开発を加速することが期待されます。

本研究成果は2026年2月27日（英国時間）に英国科学誌「Nature Communications」のオンライン版に掲載されました。

原子分解能电子顕微镜像の统计的解析に基づく3次元原子构造および电荷密度分布

【用语解説】

（注1）担持
基板となる材料にナノ粒子などを成长させる（载せる）こと。

（注2）不均一触媒
反応物质とは异なる相を用いた触媒のこと。特に、固体を用いた触媒を指すことが多い。工业プロセスや排ガス処理などに多く用いられている。

【论文情报】

雑誌名：Nature Communications
題　名：3D dynamic structure of a Pt nanoparticle on SrTiO3 (001) during in-situ heating atomic-resolution ADF STEM imaging
著者名：Ryo Ishikawa, Rikuto Kubota, Kazuaki Kawahara, Toshihiro Futazuka, Yuichi Ikuhara, Naoya Shibata
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详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR） 広報戦略室
罢别濒：022-217-6146
贰-尘补颈濒：补颈尘谤-辞耻迟谤别补肠丑*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）