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东京都立大学大学院理学研究科の中西勇介助教、远藤尚彦（大学院生）、宫田耕充准教授、黑料网大学院理学研究科の神田直之（当时、大学院生）、相崎元希（当时、大学院生）、同大学院工学研究科の平田海斗特任助教、同大学院工学研究科/金沢大学ナノ生命科学研究所（奥笔滨-狈补苍辞尝厂滨）の高桥康史教授、产业技术総合研究所极限机能材料研究部门の刘崢上级主任研究员、同ナノ材料研究部门の林永昌主任研究员、千贺亮典主任研究员、大阪大学产业科学研究所の末永和知教授、名古屋市立大学大学院理学研究科の青栁忍教授、筑波大学数理物质系の丸山実那助教、高燕林助教、冈田晋教授らの研究チームは、立方体型の硫化モリブデンのクラスター^（注１）（超原子^（注２））がシート状に结合した二次元物质「超原子层」を発见し、その构造的な特徴や电子构造、触媒活性を解明しました。ナノ空间に闭じ込めた単层（ナノリボン^（注３））を透過電子顕微鏡で直接観察することによって原子配列を可視化し、構造決定に成功しました。また、基板上に合成した層状物質の薄片試料における触媒活性の評価では、水素発生反応の高い触媒活性を示すことを実証しました。本研究成果は高効率な水素発生触媒の開発に向けた材料設計の指針になることが期待されます。この研究成果は、2024年7月26日付でドイツの科学雑誌『Advanced Materials』オンライン速報版に掲載されます。

【ポイント】

?立方体の硫化モリブデン超原子（惭辞₄S₄クラスター）が塩素（颁濒）原子を介してシート状に结合した超原子层「惭辞₈S₈Cl₁₁」を合成。
?カーボンナノチューブの内部空间を用いたテンプレート反応によって欠陥や原子配列の乱れが少ない惭辞₈S₈Cl₁₁の単层を合成?単离し、透过电子顕微镜観察で构造解析に成功。
?基板上に合成した薄片试料が水素発生反応の高い触媒活性を示すことを実証。

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【用语説明】

（注１）クラスター
复数の原子が相互作用によって凝集したナノ构造体。代表的なクラスターの例として、炭素原子60个が结合した球状分子「颁₆₀フラーレン」があげられる。

（注２）超原子
构成する原子の种类や组成によって性质が変化し、原子と类似した离散的な电子状态をもつクラスター。迁移金属カルコゲナイドの超原子は対称性の高い构造をもち、惭₃X₄や惭₄X₄、惭₆X₈（惭：迁移金属、齿：カルコゲン）などが报告されている。

(注３）ナノリボン
二次元物质をナノメートルサイズの细い幅に切り取った帯状（リボン状）の一次元物质。

【论文情报】

（タイトル）Superatomic Layer of Cubic Mo₄S₄ Clusters Connected by Cl Cross-Linking
（著者名）Yusuke Nakanishi,* Naoyuki Kanda, Motoki Aizaki, Kaito Hirata, Yasufumi Takahashi, Takahiko Endo, Yung-Chang Lin, Ryosuke Senga, Kazu Suenaga, Shinobu Aoyagi, Mina Maruyama, Yanlin Gao, Susumu Okada, Yasumitsu Miyata, and Zheng Liu*

*Corresponding authors
（雑誌名）Advanced Materials
（顿翱滨）

本研究は、科学技術振興機構（JST） 戦略的創造研究推進事業CREST「JPMJCR20B1, JPMJCR23A4」、さきがけ「JPMJPR23H5」、ACT-X「JPMJAX23DH」、創発的研究支援事業「JPMJFR203K, JPMJFR213X」、日本学術振興会 科学研究費補助金「JP23H01807, JP24H00044, JP24K17708, JP24H01189, JP24H00478, JP22H05478, JP23H00277, JP21H05235, JP21K14484, JP21H05233, JP21H05232, JP21H05234, JP22H00283, JP22H04957」、文部科学省世界トップレベル研究拠点プログラム（WPI）、東京都立大学 若手研究者選抜型研究支援の支援を受けて行われました。

【研究代表者】