T. Kambe, N. Haruta, T. Imaoka, K. Yamamoto
Nature Commun. 2017, 8, 2046.
超原子、すなわちそれらが構成される元素とは異なる特性を模倣するクラスターは、調整可能な特性を持つ前例のない材料の構築ブロックとして機能する可能性がある。超原子の溶液相合成法の開発は、この研究分野の将来の進展に不可欠な成果となるであろう。ここでは、デンドリマーテンプレートを用いて溶液中でアルミニウムクラスター（最もよく知られたスーパ―アトムであるAl13−）を生成する方法を報告する。Al13−クラスターは、質量分析および走査透過型電子顕微鏡を使用して同定され、X線光電子分光法により結合エネルギーが測定される。Al13−の超原子安定性は、その酸化傾向を評価することで示される。さらに、溶液中でのAl13−の合成は電気化学測定を可能にし、その結果はAl13−の酸化を示唆している。この溶液相合成法は、クラスター科学の実験的発展において重要な役割を果たす。
Solution-phase synthesis of Al13− using a dendrimer template
Superatoms, clusters that mimic the properties of elements different to those of which they are composed, have the potential to serve as building blocks for unprecedented materials with tunable properties. The development of a method for the solution-phase synthesis of superatoms would be an indispensable achievement for the future progress of this research field. Here we report the fabrication of aluminum clusters in solution using a dendrimer template, producing Al13−, which is the most well-known superatom. The Al13− cluster is identified using mass spectrometry and scanning transmission electron microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy is used to measure the binding energies. The superatomic stability of Al13− is demonstrated by evaluating its tendency toward oxidation. In addition, the synthesis of Al13− in solution enables electrochemical measurements, the results of which suggest oxidation of Al13−. This solution-phase synthesis of Al13− superatoms has a significant role for the experimental development of cluster science.