Research Abstract
ポリオキソメタレート系極細無機分子ナノワイヤー
Ultrathin inorganic molecular nanowire based on polyoxometalates
2015年7月3日 Nature Communications 6 : 7731 doi: 10.1038/ncomms8731
金属酸化物系分子ワイヤーの開発は、基礎研究や実用化にとって重要である。しかし、こうした材料の例は珍しい。今回我々は、大きめの結晶をバラバラに分解することによって作製したオール無機遷移金属酸化物分子ワイヤーについて報告する。このワイヤーは、モリブデンとテルルまたはセレンを含有しており、{(NH4)2[XMo6O21]}n（X = テルル(IV)またはセレン(IV)）で表される。太さ1.2 nmの非常に細い分子ナノワイヤーが集まった構造の結晶をマイクロメートルスケールにまで成長させ、単結晶X線分析法、リートベルト解析法、走査電子顕微鏡法、X線光電子分光法、紫外-可視分光法、熱分析法、元素分析法で評価した。この結晶は、陽イオン交換処理後、超音波処理を行うことによって個々の分子ワイヤーに分解でき、これを原子間力顕微鏡と透過電子顕微鏡で可視化した。得られた極細分子ワイヤー系材料は、酸触媒として高い活性を示す。また、分子ワイヤー系結晶のバンドギャップは、熱処理で調節可能である。
Zhenxin Zhang, Toru Murayama, Masahiro Sadakane, Hiroko Ariga, Nobuhiro Yasuda, Norihito Sakaguchi, Kiyotaka Asakura & Wataru Ueda
Corresponding Author
The development of metal oxide-based molecular wires is important for fundamental research and potential practical applications. However, examples of these materials are rare. Here we report an all-inorganic transition metal oxide molecular wire prepared by disassembly of larger crystals. The wires are comprised of molybdenum(VI) with either tellurium(IV) or selenium(IV): {(NH4)2[XMo6O21]}n (X=tellurium(IV) or selenium(IV)). The ultrathin molecular nanowires with widths of 1.2 nm grow to micrometre-scale crystals and are characterized by single-crystal X-ray analysis, Rietveld analysis, scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, ultraviolet–visible spectroscopy, thermal analysis and elemental analysis. The crystals can be disassembled into individual molecular wires through cation exchange and subsequent ultrasound treatment, as visualized by atomic force microscopy and transmission electron microscopy. The ultrathin molecular wire-based material exhibits high activity as an acid catalyst, and the band gap of the molecular wire-based crystal is tunable by heat treatment.
