東工大、3次元サンドイッチ型構造の安定した有機金属ナノクラスターを開発――触媒や機能材料への応用に期待

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東京工業大学は2018年10月1日、3次元サンドイッチ型構造の安定した有機金属ナノクラスターを開発したと発表した。

サンドイッチ鎖体は、平行に配置された2つの環状飽和炭化水素間に金属原子が挟み込まれた化合物の総称だ。このサンドイッチ鎖体は、有機金属錯体でありながら高い安定性を示すことから注目され、1973年にノーベル賞の対象にもなった。その後、サンドイッチ構造を化学的に変換することによって、さまざまな触媒や材料などが開発され、鎖体化学や有機金属化学、触媒化学などに発展をもたらしてきた。

今回開発した有機金属ナノクラスターは、従来の2方向から金属を挟み込む構造に対して、6方向から塊状の金属クラスターを挟み込んだ3次元サンドイッチ構造を持つものだ。研究グループは、13個のパラジウム原子が塊状に集合したクラスターを、6枚のシクロヘプタトリエニル配位子で6方向から3次元型にサンドイッチしたパラジウムナノクラスターの合成に成功した。

この3次元型サンドイッチ金属ナノクラスターは、炭素平面がキューブ状に配置された構造を持つ。構造内にバルク金属内と同じ最密充填金属構造が形成されていることも発見した。

今後さらに反応性や物性を解明していくことで、有用な触媒やナノ分子材料への応用が期待されるという。

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