科学家意外发现罕见的团簇化合物

京都大学细胞材料科学研究所的科学家发现了一种新的簇合物，可能被证明是一种有用的催化剂。被称为多金属氧酸盐的化合物含有一个大的金属氧化物簇，带有负电荷。它们随处可见，从抗病毒药物到可充电电池和闪存设备。

这种新的团簇化合物是一种羟基碘化物（HSbOI），它是不寻常的，因为它有大的带正电的团簇。只有少数带正电的簇合物被发现和研究过。

京都大学化学家HiroshiKageyama说：“在科学领域，新材料或新分子的发现可以创造一门新的科学。”。“我相信这些新的正电荷团具有巨大的潜力。”

1826年发现了第一个金属氧化物团簇。自那以后，化学家们合成了数百种带负电荷团簇的化合物，这些化合物在磁性、催化、离子传导、生物应用和量子信息方面都具有有用的性质。它们的性质使它们在从催化到医药和化学合成的各个领域都很有用。

近年来，科学家们将注意力集中在合成带正电团簇的化合物和研究它们的性质上。

Kageyama和他的同事Ryu Abe偶然发现了他们的正星团。自2016年以来，固态化学家Kageyama和催化化学家Abe两位科学家一直在寻求开发能够吸收可见光用于光催化的新化合物。他们正在研究一种含氯化合物（Sb4O5Cl2），并试图用碘取代氯原子。

“然而，一种与我们预期完全不同的新材料是意外获得的，”Kageyama说。

科学家们所期望的是一种单位细胞中含有22个原子的材料。取而代之的是一种在其单位细胞中含有800个原子的化合物。

起初，科学家们无法解开这种化学物质的结构。传统的粉末X射线衍射技术在面对材料的复杂性时失败了。一年后，Kageyama认为他可以使用三维电子断层扫描技术，这是一种前沿的电子显微镜技术，最近作为蛋白质结构成像的工具引起了人们的关注。科学家们联系了比利时安特卫普大学的阿特姆·阿巴库莫夫（ArtemAbakumov）和笑话·哈德曼（JokeHadermann），以研究该结构。当他们的合作者将数据发回时，科学家们看到巨大的星团非常激动。

进一步的实验室研究表明，羟基碘分子含有酸性质子，这在催化中很重要。

Kageyama说：“这一发现可能为固态催化剂的设计开辟新的可能性。”。

他们的研究成果将发表在《科学进步》杂志上。