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九大・日立・明石工業高等専門学校など、電子1個の精度で触媒ナノ粒子の電荷量を計測
[22/10/14]
TOKYO, Oct 14, 2022 - (JCN Newswire) - さまざまな化学反応を促す「触媒」は、環境浄化や食料増産など地球規模の問題解決に貢献する、とりわけ重要な材料です。触媒の性質を明らかにするための新技術として、透過電子顕微鏡法の一種であり、物質の電位分布を観察できる「電子線ホログラフィー(※1)」が重要視されています。しかし、触媒ナノ粒子が示すごく微弱な電位分布や電荷量を計測するためには、電子線ホログラフィーの位相(※2)計測精度を従来よりも1桁高めるという、技術上の大きな飛躍が必要でした。
今回、九州大学大学院工学研究院の麻生亮太郎准教授、村上恭和教授らの研究グループ、株式会社日立製作所の谷垣俊明主任研究員、品田博之技術顧問らの研究グループ、および明石工業高等専門学校専攻科の中西寛教授は、大阪大学大学院情報科学研究科の御堂義博特任准教授、九州大学大学院総合理工学研究院の永長久寛教授、北條元准教授らと共同で、最先端の電子顕微鏡技術と情報科学的手法(微弱信号の抽出技術)を融合する独自の研究戦略により、電子線ホログラフィーの位相計測精度を目的通り1桁向上させました。
同グループはこの超高感度を活かして、触媒ナノ粒子の電荷量を「電子1個の精度で数える」という、従来技術では達成できなかった未踏の計測を成し遂げました。また、化学反応に寄与する触媒電位の空間分布を観察することで、酸化チタン(TiO2)に担持(付着)した白金(Pt)ナノ粒子が、接合界面の素性によって正にも負にも帯電し得ることを明らかにしました。
さらに、電荷量がPtナノ粒子の結晶の歪み具合にも影響を受けることなど、触媒の研究開発にとって非常に重要な知見を得ました。本研究で実現した超高感度の電子線ホログラフィーにより、今後、地球環境問題の解決に役立つ触媒の開発が加速されることが期待されます。
本研究の成果は2022年10月14日(金)午前3時(日本時間)発行の米国科学誌「Science」オンライン版で公開されました。
本リリースの詳細は下記URLをご参照ください。
https://www.hitachi.co.jp/New/cnews/month/2022/10/1014.html
日立製作所について
日立は、データとテクノロジーでサステナブルな社会を実現する社会イノベーション事業を推進しています。金融・官公庁・自治体・通信向け IT サービスやお客さまの DX を支援する「デジタルシステム&サービス」、エネルギーや鉄道で脱炭素社会の実現に貢献する「グリーンエナジー&モビリティ」、産業流通、水インフラ、ヘルスケア、家電・空調システム、計測分析システム、ビルシステムなどの幅広い領域でプロダクトをデジタルでつなぐ「コネクティブインダストリーズ」と、自動車・二輪車の分野で先進技術を提供する「オートモティブシステム」の事業体制のもと、IT や OT(制御・運用技術)、プロダクトを活用する Lumada ソリューションを通じてお客さまや社会の課題を解決します。グリーン、デジタル、イノベーションを原動力に、お客さまとの協創で成長をめざします。2021 年度(2022 年 3 月期)の連結売上収益は 10 兆 2,646 億円、2022 年 3 月末時点で連結子会社は 853 社、全世界で約 37 万人の従業員を擁しています。詳しくは、日立のウェブサイト( https://www.hitachi.co.jp/ )をご覧ください。
Copyright 2022 JCN Newswire. All rights reserved. www.jcnnewswire.com
今回、九州大学大学院工学研究院の麻生亮太郎准教授、村上恭和教授らの研究グループ、株式会社日立製作所の谷垣俊明主任研究員、品田博之技術顧問らの研究グループ、および明石工業高等専門学校専攻科の中西寛教授は、大阪大学大学院情報科学研究科の御堂義博特任准教授、九州大学大学院総合理工学研究院の永長久寛教授、北條元准教授らと共同で、最先端の電子顕微鏡技術と情報科学的手法(微弱信号の抽出技術)を融合する独自の研究戦略により、電子線ホログラフィーの位相計測精度を目的通り1桁向上させました。
同グループはこの超高感度を活かして、触媒ナノ粒子の電荷量を「電子1個の精度で数える」という、従来技術では達成できなかった未踏の計測を成し遂げました。また、化学反応に寄与する触媒電位の空間分布を観察することで、酸化チタン(TiO2)に担持(付着)した白金(Pt)ナノ粒子が、接合界面の素性によって正にも負にも帯電し得ることを明らかにしました。
さらに、電荷量がPtナノ粒子の結晶の歪み具合にも影響を受けることなど、触媒の研究開発にとって非常に重要な知見を得ました。本研究で実現した超高感度の電子線ホログラフィーにより、今後、地球環境問題の解決に役立つ触媒の開発が加速されることが期待されます。
本研究の成果は2022年10月14日(金)午前3時(日本時間)発行の米国科学誌「Science」オンライン版で公開されました。
本リリースの詳細は下記URLをご参照ください。
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