国立大学法人東海国立大学機構 黑料网大学院理学研究科の山田 泰之 准教授、豊田 結香 研究員、田中 健太郎 教授らの研究グループは、同志社大学の人見 穣 教授、分子科学研究所の長坂 将成 助教、小板谷 貴典 助教、田中 清尚 准教授、高谷 光 准教授、九州大学の吉澤 一成 教授、辻 雄太 准教授、北海道大学の高草木 達 准教授、三輪（有賀）寛子 助教、東京都立大学の中谷 直輝 准教授、ブルカー?ジャパン株式会社の工藤 寿治 博士との共同研究で、天然のメタン酸化酵素に匹敌するメタン酸化触媒能を持つ人工分子触媒を新たに开発しました。
本研究では、二つの平面性分子が面と面とを向かい合わせて重なった构造を持つ二阶建て型分子をグラファイト上に组织化するという方法により、温和な反応条件下の水溶液中において、极めて高効率に、メタンを有用有机分子へと変换できる触媒を开発しました。この触媒のメタン活性化能は、天然のメタン酸化酵素の一种である辫惭惭翱注3）にも匹敌し、化学的に安定なメタンをも温和な条件の水溶液中で化学変换できることから、木质系廃弃物などのバイオマス、难分解性ポリマーや廃油など、环境汚染の原因となっている有机物や未利用の有机资源を、低环境负荷で有用有机物に分解?资源化する目的にも利用できる可能性があり、厂顿骋蝉に贡献できるテクノロジーの一つとなると考えられます。
本研究成果は、2023年1月10日付アメリカ化学会「JACS Au」に掲載されました。
?グラファイト注1）との相互作用を利用して、触媒注2）分子のメタン酸化活性を飞跃的に高める方法を开発し、天然酵素に匹敌するメタン酸化触媒活性を达成した。
?自然界に豊富に存在する次世代资源であるメタンを、温和な反応条件で工业的に有用な有机小分子へと高効率に変换する方法を开発した。
?本触媒を用いれば、化学的に安定なメタンでも100&诲别驳;颁以下の温和な反応条件の水溶液中で高効率に有用有机小分子へと変换でき、通常のメタン改质に必要な数百&诲别驳;颁の高温を必要としない。
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注1）グラファイト：
纯粋な炭素原子が固まりとなった元素鉱物。炭素からなる平面状分子の层が积み重なった规则的な构造を持つ。
注2）触媒：
特定の化学反応を行う际に少量添加すると、それ自身は反応の前后で変化しないものの、その化学反応を促进する物质のこと。
注3）辫惭惭翱：
メタンを代谢して生育するメタン酸化细菌が持つメタン酸化酵素（惭惭翱）の一种。不活性な炭化水素であるメタンを酸化して効率良くメタノールに変换することができる。
雑誌名：JACS Au
論文タイトル：Stacking of Cofacially Stacked Iron Phthalocyanine Dimer on Graphite Achieved High Catalytic CH4 Oxidation Activity Comparable to that of pMMO
著者：Yasuyuki Yamada（名大准教授）, Kentaro Morita（名大元院生）, Takuya Sugiura（名大元院生）, Yuka Toyoda（名大研究員）, Nozomi Mihara（名大元院生）, Masanari Nagasaka（分子研助教）, Hikaru Takaya（分子研客員准教授）, Kiyohisa Tanaka（分子研准教授）, Takanori Koitaya（分子研助教）, Naoki Nakatani（東京都立大准教授）, Hiroko Ariga-Miwa（北大助教）, Satoru Takakusagi（北大准教授）, Yutaka Hitomi（同志社大教授）, Toshiji Kudo（ブルカー?ジャパン株式会社）, Yuka Tsuji（九大准教授）, Kazunari Yoshizawa（九大教授）, Kentaro Tanaka（名大教授）
DOI: 10.1021/jacsau.2c00618
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