?固相界面活性剤注1)を鋳型として利用し、非层状化合物であるアモルファス注2)シリカナノシート注3)の厚みを1ナノメートル（ナノは10亿分の1）より薄い精度で制御することに成功。
?得られたナノシートは高い均一性と分散安定性を示し、二次元稠密（ちゅうみつ）集积膜を用いてバンドギャップ注4)や絶縁破壊电圧、水解离反応の触媒活性の厚さ依存性を调査。
?これまで水解离触媒として不活性だと考えられてきたアモルファスシリカが極薄膜化することで高性能な触媒となることを発見。
?地殻中に豊富に存在するアモルファスシリカの高度な机能化は、资源制约の少ない新材料创製につながる。
黑料网未来材料?システム研究所（IMaSS）の山本 瑛祐 助教、長田 実 教授らの研究グループは、固相界面活性剤を鋳型とする合成手法を活用し、厚さをサブナノメートル（1ナノメートル未満）レベルで精密に制御できるアモルファスシリカナノシートの合成に成功しました。
二次元ナノ材料はその厚さによって电子状态や触媒特性が大きく変化するため、サブナノメートル精度で厚みを制御することは二次元材料科学の重要课题の一つです。しかし、アモルファスシリカのような非层状化合物は一般的に叁次元方向に成长するため、ナノシートの均一な厚み制御は困难とされてきました。
本研究では、ポリエチレンオキシド（笔贰翱）锁を持つ固相の界面活性剤を鋳型として活用し、界面活性剤の分子设计により、厚みを自在に制御できることを明らかにしました。得られたナノシートは高い分散安定性を持ち、二次元稠密集积膜を形成できることが确认されました。さらに、アモルファスシリカナノシートの厚みが特性に与える影响を调査したところ、バンドギャップは厚みによらず一定であったものの、厚みが薄いほど絶縁耐圧が高まることが分かりました。さらに、バイポーラ膜（叠笔惭）注5)の触媒として活用したところ水解離反応における触媒活性も向上することを発見しました。従来ほとんど水解离触媒能がないと考えられていたアモルファスシリカが、分子スケールにまで薄くすることで機能を発揮することを明らかにした点も極めて重要であり、今後のバイポーラ膜設計に新たな知見を与えると想定しています。
本研究成果は、2025年11月4日付で米国化学会誌『ACS Nano』に掲載されました。
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注1)界面活性剤：
分子内に亲水的な官能基と疎水的な官能基を有する両亲媒性物质。
注2）アモルファス：
结晶构造に长距离规则性が无く、无秩序な构造を有する物质。
注3)ナノシート：
原子１层、数层から成る物质。代表的な物质として、グラフェン、六方晶叠狈、迁移金属カルコゲナイド（惭辞厂2、奥厂2など）がある。
注4)バンドギャップ：
バンド构造における価电子帯の顶上から、伝导帯の底までの间のエネルギー準位
注5)バイポーラ膜（叠笔惭）：
カチオン（プラスの電荷を持つイオン）交換膜とアニオン（マイナスの電荷を持つイオン）交換膜という、イオン選択性の異なる2種類の膜を積層して構成される複合膜。両膜の界面では、水分子が水素イオン（H?）と水酸化物イオン（OH?）に解離する「水解離反応（Water Dissociation）」が促進される。バイポーラ膜は水から酸と塩基を同時に生成できるため、水電解、燃料電池、二酸化炭素分離?回収、レドックスフロー電池など、多くのエネルギー変換?貯蔵技術への応用が期待されている。
雑誌名：ACS Nano
論文タイトル：Surfactant Templating for the Subnanometer Thickness Engineering of Free-Standing Nonlayered Nanosheets
著者：Eisuke Yamamoto*(黑料网助教), Yuma Takezaki, Renjiro Hara, Makoto Kobayashi, Ruben Canton Vitoria, Zixiao Shi, David A. Muller, Thomas E. Mallouk, and Minoru Osada (黑料网教授)
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