과학자들은 우연히 희귀 성단 화합물을 발견합니다.

과학자들은 우연히 희귀 성단 화합물을 발견합니다.
이 분자는 특이하며 촉매 작용, 전도 및 기타 응용 분야에서 '큰 잠재력'을 가지고 있습니다.
날짜:
2022년 6월 17일
원천:
교토대학
요약:
교토 대학 세포 재료 과학 연구소의 과학자들은 촉매로 유용할 수 있는 새로운 클러스터 화합물을 발견했습니다. 폴리옥소메탈레이트라고 하는 화합물은 음전하를 띠는 큰 금속 산화물 클러스터를 포함합니다. 항바이러스제부터 충전식 배터리 및 플래시 메모리 장치에 이르기까지 모든 곳에서 찾을 수 있습니다.

교토 대학 세포 재료 과학 연구소의 과학자들은 촉매로 유용할 수 있는 새로운 클러스터 화합물을 발견했습니다. 폴리옥소메탈레이트라고 하는 화합물은 음전하를 띠는 큰 금속 산화물 클러스터를 포함합니다. 항바이러스제부터 충전식 배터리 및 플래시 메모리 장치에 이르기까지 모든 곳에서 찾을 수 있습니다.

새로운 클러스터 화합물은 HSbOI(hydroxy-iodide)이며 크고 양으로 하전된 클러스터를 가지고 있기 때문에 이례적입니다. 그러한 양으로 하전된 클러스터 화합물 중 소수만이 발견되고 연구되었습니다.

"과학에서 새로운 물질이나 분자의 발견은 새로운 과학을 창조할 수 있습니다."라고 교토 대학의 화학자인 Hiroshi Kageyama가 말했습니다. "나는 이 새로운 양으로 하전된 클러스터가 큰 잠재력을 가지고 있다고 믿습니다."

최초의 금속 산화물 클러스터는 1826년에 발견되었습니다. 그 이후로 화학자들은 자성, 촉매 작용, 이온 전도, 생물학적 응용 및 양자 정보에 유용한 특성을 갖는 음으로 하전된 클러스터를 가진 수백 가지 화합물을 합성했습니다. 그들의 특성은 촉매에서 의약 및 화학 합성에 이르기까지 다양한 분야에서 유용합니다.

최근 몇 년 동안 과학자들은 양전하를 띤 클러스터가 있는 화합물을 합성하고 그 특성을 학습하는 데 관심을 집중했습니다.

Kageyama와 그의 동료 Ryu Abe는 우연히 긍정적인 클러스터를 발견했습니다. 2016년부터 고체 화학자인 카게야마(Kageyama)와 촉매 화학자인 아베(Abe)는 광촉매를 위해 가시광선을 흡수할 수 있는 새로운 화합물을 개발하기 위해 노력해 왔습니다. 그들은 염소 함유(Sb 4 O 5 Cl 2 ) 화합물을 연구하고 염소 원자를 요오드로 대체하려고 했습니다.

"그러나 우리가 예상했던 것과 완전히 다른 새로운 재료가 우연히 얻어졌습니다."라고 Kageyama는 말합니다.

과학자들이 예상한 것은 단위 셀에 22개의 원자를 포함하는 물질이었습니다. 대신 그들이 얻은 것은 단위 셀에 800개의 원자를 포함하는 화합물이었습니다.

처음에 과학자들은 화학 물질의 구조를 밝힐 수 없었습니다. 분말 X선 회절이라는 기존 기술은 재료의 복잡성에 직면했을 때 실패했습니다. 1년 후 Kageyama는 단백질 구조를 이미지화하는 도구로 최근 주목받고 있는 최첨단 전자 현미경 기술인 3차원 전자 단층 촬영을 사용할 수 있다고 생각했습니다. 과학자들은 구조 작업을 위해 벨기에 앤트워프 대학의 Artem Abakumov와 Joke Hadermann에게 접근했습니다. 공동 작업자가 데이터를 다시 보냈을 때 과학자들은 큰 클러스터를 보고 감격했습니다.

추가 실험실 작업은 hydroxyiodide 분자가 촉매 작용에 중요한 산성 양성자를 포함하고 있음을 보여주었습니다.

"이 발견은 고체 촉매의 설계에 새로운 가능성을 열어줄 것입니다."라고 Kageyama가 말했습니다.