坂本光 (研究生院博览会学士课程基础工程课程2023完成/顾问:功能纳米材料实验室大谷正孝副教授)为主要作者的一篇研究论文发表在英国皇家化学学会的Chemical Communications上,并被选为Front Cover。
在本文中,我们报道了“在低剂量电子衍射条件下直接观察多孔晶体的晶体塌陷行为。”
使用电子束衍射对有机晶体材料进行晶体结构分析近年来迅速普及,作为一种测量亚微米级微晶的新方法,而亚微米级微晶很难使用单晶 X 射线结构分析的标准方法进行测量。然而,与金属、金属氧化物等无机晶体相比,电子束辐照对有机晶体的影响极大,测量过程中电子束损伤是不可避免的问题。
先生坂本研究小组阐明了在低剂量电子束衍射条件下电子束如何随时间影响有机晶体,可应用于有机晶体材料的结构分析。在对各种有机晶体进行全面的电子衍射实验时,我们意识到,金属有机框架(MOF)是一种含有有机分子作为其子结构的多孔晶体,由于其空间结构的差异,衰减率存在一定的趋势。一般来说,晶体材料的结构稳定性受到构成晶体本身的共价键、配位键和分子间相互作用的影响。另一方面,该实验的结果表明,在多孔晶体的情况下,填充晶体内空间的原子密度(未占据体积)的差异在决定晶体塌陷速率方面发挥着作用。
此外,我们发现,即使在相同类型的晶体结构中,通过用占据更大体积的原子替换部分分子,也可以延迟由于电子束照射而导致的晶体崩溃。这一发现将有助于更好地理解“晶体损伤过程”和“电子束电阻”,这是电子束单晶结构分析(microED方法,电子晶体学)中不可避免的问题,未来将变得更加流行。
先生坂本说:“我非常荣幸我的论文被接受,这是我博士研究生涯中的最后一个目标。这是一次耐心的实验,但我很兴奋,因为随着分析数据量的增加,我似乎越来越接近一个新现象。我无法感谢大谷教授和所有其他给我提供足够建议的教授。”
论文标题:在低剂量电子衍射条件下直接观察多孔晶体中的晶体降解行为(Directobservation of crystal degradationbehavior inporous crystals under low-dose electro diffragment criteria)
论文作者:Hikaru Sakamoto(研究生院博士课程,基础设施工程课程,2023 年完成)
理工学院副教授大谷正孝
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