研究成果のポイント・ナノポーラス※1金触媒※2において、化学反応の進行に伴って自己発生的に触媒表面で原子が集団で動き回り、触媒として働くところを可視化することに初めて成功した。3を使うことで、原子スケールでのその場解析が可能になった。神内直人助教らの研究グループは、有害ガスである一酸化炭素を無害化するナノポーラス金触媒の活性構造を原子スケールで初めて明らかにしました。金は化学的に不活性で錆びない金属であるにも関わらず、ナノサイズの孔を持つスポンジ状にすると触媒として働くことが報告されてきましたが、そのメカニズムは、これまで明らかにされていませんでした。よるその場解析と計算機シミュレーションを行い、化学反応中に残留元素を含む特徴的なナノ構造(図1)ができること、触媒表面を複数の原子が激しく動き回り触媒として働くことを明らかにしました。この研究成果は、固体触媒の反応メカニズムの解明と、新たな触媒の開発に繋がることが期待されます。Communications」に、5月25日(金)18時(日本時間)に公開されました。研究の背景これまで、ナノポーラス金触媒がCO酸化反応などの化学反応に対して触媒活性を持つことが知られており、多くの研究グループが、その原因を追究・提案してきましたが、そのメカニズムは明らかにされていませんでした。用いたその場解析を行い、触媒表面に特徴的なナノ構造が自己活性化する様子を捉えることに成功し、CO酸化反応雰囲気におけるナノポーラス金触媒の活性構造を解明しました。計算機シミュレーションを行うことにより、このナノ構造には残留元素が含まれており、触媒性能に重要な役割を果たしていることを明らかにしました。2018年5月25日(金)18時(日本時間)に英国科学誌「NatureCommunications」(オンライン)に掲載されました。ナノポーラススポンジ状にナノサイズの多孔があいている状態。化学反応を促進させる物質のこと。ガスを試料周囲に導入することが可能な透過電子顕微鏡。これにより、反応雰囲気など様々なガス中で試料を観察することができる。触媒が化学反応を促進する性能のこと。