原子間力顕微鏡による地球外有機分子の同定

使用原子力显微镜识别外星有机分子

• 批准号: 22H01950
• 负责人: 杉本 宜昭
• 金额: $ 11.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01950/
• 关键词: 走査プローブ顕微鏡

本研究では、隕石に含まれる地球外有機分子を原子間力顕微鏡（AFM）によって直接可視化して、個々の有機分子を同定することを目的とする。そして、アミノ酸・アミノ酸前駆体・その他有機分子など、これまでの手法で確認されていない有機分子の存在を明らかにすることを目標とする。これまで、隕石中の有機分子の同定には質量分析装置が主に用いられてきた。質量分析では、同じ分子量を持つ構造異性体が原理的に区別できない。隕石中で見つかっている有機分子は分子量が数100を超えるものがあり、構造の同定が困難なものがあった。アミノ酸前駆体の有力候補である複雑有機物もその一例である。また、質量分析法では、数が多い有機分子が優先的に検出され、検出限界未満の数しかいない有機分子は存在自体の確認が不可能である。AFMでは1つひとつの有機分子を観察するので、その構造が同定できれば、その分子が確実に存在していることが証明できる。新しい有機分子を1つ同定するごとに、隕石中に含まれる有機分子のリストに加えることができる。現状のAFMによって隕石から抽出した有機分子の観察を行った。水晶振動子型の低温超高真空AFMを用いているが、力の検出感度が低いので、バンド幅を狭くしてスキャン速度を遅くして画像を取得する必要がある。本研究では、できるだけ多くの有機分子の高分解能観察を行って、統計的な議論を行う必要がある。したがって、スキャン速度を上げて、時間あたりにできるだけ多くの画像を取得する必要がある。そこで、現状の装置と比較すると力感度が100倍以上であるAFMを設計して、組み立てを終了したところである。室温における初期テストを行い、十分な性能を有していることを確認した。

This study で は, meteorites に ま れ る extraterrestrial organic molecules を interatomic force 顕 micro mirror (AFM) に よ っ て direct visualization し て, a 々 の を organic molecules might be す る こ と を purpose と す る. そ し て, ア ミ ノ acid, ア ミ ノ acid before 駆 body · そ の he organic molecules な ど, こ れ ま で の gimmick で confirm さ れ て い な い organic molecules exist の を Ming ら か に す る こ と を target と す る. The <s:1> れまで mass analysis device for <s:1> organic molecules <e:1> in meteorites is mainly が used for に られて た た た た. The に difference between the mass analysis of で で and the じ molecular weight を holding the が structural anisotropic が principle で で な な に. Meteorites で see つ か っ て い る は molecular weight organic molecules が を number 100 super え る も の が あ り, tectonic の with difficulty が な も の が あ っ た. Youdaoplaceholder0 ア ノ acid precursor 駆 form <s:1> strong candidate である complex 雑 organic compound そ そ one case である. ま た, quality analysis で は, several が い が priority organic molecules に 検 out さ れ, 検 margin not against の number し か い な い は organic molecules exist autologous の confirm が impossible で あ る. AFM で は 1 つ ひ と つ の organic molecules を 観 examine す る の で, そ が の structure with fixed で き れ ば, そ の molecular が be truly exist に し て い る こ と が prove で き る. The new <s:1> organic molecule を1 するごとに is determined to be するごとに, and the に in meteorites contains まれる organic molecules <e:1> リストに plus える える とがで る る. Current situation: <s:1> AFMによって meteorite ら ら extract <s:1> た organic molecules 観 観 observe を った. Crystal oscillator の type low temperature ultra-high vacuum AFM を with い て い る が, force の 検 out sensitivity low が い の で, バ ン ド picture を narrow く し て ス キ ャ ン speed を 遅 く し て portrait を obtain す る necessary が あ る. This study で は, で き る だ け more く の organic molecules の line high decomposition can 観 examine を っ て, statistical な of を う necessary が あ る. し た が っ て, ス キ ャ ン speed on を げ て, time あ た り に で き る だ け more く の portrait を obtain す る necessary が あ る. そ こ で の device と comparison, す る と force sensitivity が 100 times more で あ る AFM を design し て, group み て を end し た と こ ろ で あ る. At room temperature, における initial テストを performance における, very な performance を, <s:1> て る る とを とを confirm た た.

项目成果

Lattice distortion of oxygen monolayer on Ag(111) observed by scanning probe microscopy

扫描探针显微镜观察到 Ag(111) 上氧单层的晶格畸变

• DOI: 10.1103/physrevb.106.115432
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Kimura Mitsuo;Sugimoto Yoshiaki
• 通讯作者: Sugimoto Yoshiaki

走査プローブ顕微鏡によるAg(111)上の酸素分子単層膜の格子歪みの解析

使用扫描探针显微镜分析 Ag(111) 上氧分子单层膜的晶格应变

• 发表时间: 2022
• 作者: 木村光男;杉本宜昭
• 通讯作者: 杉本宜昭

走査プローブ顕微鏡による局所構造解析

使用扫描探针显微镜进行局部结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Kousaka Yusuke;Sayo Taisei;Iwasaki Satoshi;Saki Ryo;Shimada Chiho;Shishido Hiroaki;Togawa Yoshihiko;杉本宜昭
• 通讯作者: 杉本宜昭

Seeing how ice breaks the rule

• DOI: 10.1126/science.add0841
• 发表时间: 2022-07
• 期刊: Science
• 影响因子: 56.9
• 作者: Y. Sugimoto

強磁場低温プローブ顕微鏡を用いたIr(001)上の一次元鉄チェーンの観察

使用高场冷冻探针显微镜观察 Ir(001) 上的一维铁链

• 发表时间: 2022
• 作者: 安達有輝;飯山敦司;安井勇気;杉本宜昭
• 通讯作者: 杉本宜昭