東京大学,科学技術振興機構（ＪＳＴ）,ファインセラミックスセンター,日本電子株式会社

令和５年８月３日

東京大学
科学技術振興機構（ＪＳＴ）
ファインセラミックスセンター
日本電子株式会社

ゼオライト原子配列の直接観察に成功

～新開発の超高感度電子顕微鏡法により最先端材料開発を加速～

ポイント

東京大学 大学院工学系研究科 附属総合研究機構の関 岳人 助教、柴田 直哉 機構長・教授、大江 耕介 大学院生（研究当時、現：日本学術振興会 特別研究員（ＣＰＤ）、ファインセラミックスセンター 客員研究員）、幾原 雄一 教授らのグループは、ファインセラミックスセンターの吉田 要 主任研究員、日本電子株式会社の河野 祐二 スペシャリストと共同で、新開発の電子顕微鏡法を用いてゼオライトの原子配列を直接観察することに成功しました。

ゼオライトは、ナノメートルサイズの空間（ナノ空間）を持つ多孔質材料であり、分子ふるい、イオン交換、触媒などの機能を持ちます。これらの機能はナノ空間における分子・イオンとゼオライトの骨格原子構造との相互作用によって生み出されるため、原子スケールでの可視化技術が求められてきました。しかし、ゼオライトは電子線により容易に構造が破壊されるため、電子顕微鏡でその原子配列を直接観察することは長年困難とされてきました。

今回、試料に照射する電子線量を大幅に減らし、試料のダメージを最小化できる超高感度電子顕微鏡法を新しく開発することで、ゼオライト中の原子配列の直接観察に成功しました。これによって、ゼオライトの局所構造や分子・イオンとの相互作用を可視化できるようになりました。

本研究成果は、ゼオライトの他、金属有機構造体、２次元物質、有機材料などの電子線によるダメージを受けやすい材料についても、電子顕微鏡による原子・分子配列の観察を可能にするとともに、最先端マテリアルの研究開発を加速する画期的な計測技術につながると期待されます。

本研究成果は、２０２３年８月２日（米国東部夏時間）に米科学誌「Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｄｖａｎｃｅｓ」のオンライン版で公開されます。

本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 戦略的創造研究推進事業「さきがけ（課題番号：ＪＰＭＪＰＲ２１ＡＡ）」、「ＥＲＡＴＯ（課題番号：ＪＰＭＪＥＲ２２０２）」、日本学術振興会 科学研究費補助金「若手研究（課題番号：２０Ｋ１５０１４）」、「基盤研究（Ｓ）（課題番号：２０Ｈ０５６５９）」、「基盤研究（Ａ）（課題番号：２０Ｈ００３０１）」、「特別推進研究（課題番号：１７Ｈ０６０９４）」、「特別研究員奨励費（課題番号：１９Ｊ２３１３８、２２Ｊ０１６６５）」、文部科学省「マテリアル先端リサーチインフラ事業」、風戸研究奨励会の支援により実施されました。

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Direct imaging of local atomic structures in zeolite using optimum bright-field scanning transmission electron microscopy”
ＤＯＩ：10.1126/sciadv.adf6865

＜お問い合わせ先＞

（英文）“Direct imaging of local atomic structures in zeolite using optimum bright-field scanning transmission electron microscopy”

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