原子スケール製造を推進する反ガルバニック還元の実証(In-Situ “Anti-Galvanic Reduction” Propels Atomic-Scale Manufacturing)

2026-02-06 中国科学院(CAS)

中国科学院・合肥物質科学研究院の研究チームは、「反ガルバニック還元」を利用した新しい合金化戦略を提案し、大型で安定な銀ナノクラスターの高効率合成に成功した。銀クラスターに亜鉛をその場で合金化することで安定性と均一性が大幅に向上し、従来困難だった大量合成が可能となった。さらに、原子レベルの精密な脱合金操作により、結晶骨格を保ったまま純銀ナノクラスターを得ることに成功した。分光解析から、臨界サイズ付近の粒子は金属的吸収を示しつつも分子性を保つことが明らかとなり、定常吸収だけでは金属化の判断が誤る可能性が示された。本研究は原子スケール製造とナノ材料機能開拓に新たな指針を与える。

原子スケール製造を推進する反ガルバニック還元の実証(In-Situ “Anti-Galvanic Reduction” Propels Atomic-Scale Manufacturing)
Summary diagram of atomic-scale manufacturing and characterization of Ag-based nanoclusters (Image by FANG Liang)

<関連情報>

擬似プラズマ吸収帯を有する分子金属ナノ粒子 Molecular metal nanoparticles with pseudo-plasma absorption band

Liang Fang,Rong Liu,Zongbing He,Guowei Guan,Lingwen Liao,Runguo Wang,Wanmiao Gu,Chengming Wang,Jin Li,Haiteng Deng,…
National Science Review  Published:10 January 2026
DOI:https://doi.org/10.1093/nsr/nwag001

Abstract

Metal nanoparticles include molecular nanoclusters and metallic nanocrystals. Investigating the critical transition sizes from nanoclusters to nanocrystals is appealing. However, achieving precise size control near the critical size region remains challenging, especially for not so noble metal nanoparticles (Ag, Cu, etc.). Herein, we introduced an active metal anti-galvanic doping strategy to resolve both stability and multi-dispersity issues and demonstrated the gram-scale synthesis (2.40 g of crystals, more than 200 times the existing crystal output record for over 100-metal atom nanoparticles) of a 1796-atom Ag–Zn nanoparticle. Furthermore, we successfully de-alloyed the Ag–Zn nanoparticles with the remained structure essentially unchanged via a ligand-exchange method, obtaining 1.03 g of mono-silver nanoparticle crystals in a one-pot reaction. Such a surgery-like delloying was not previously reported. Both the as-obtained nanoparticles exhibit penta-twinned face-centered cubic (fcc) structures with well-defined shape-number arrangements and display plasmon-like absorptions yet exist in molecular states as evidenced by ultrafast dynamics measurements. Furthermore, crystallization-induced photothermal enhancement and size-dependent absorbance were observed.

0500化学一般
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