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これまで、気体分子の振動エネルギーや並進エネルギーが固体表面上での分子の解離反応に影響を及ぼすことは報告されてきました。また、気相分子が固体表面上の吸着種と直接衝突する会合反応においては、気体分子の並進エネルギーが反応性に影響を与える例が示されてきました。しかしながら、気体分子の振動エネルギーが駆動する化学反応は報告例がありませんでした。
本研究では、気体分子の並進、振動、回転エネルギーを系統的に制御可能な超音速分子線技術を用いることで、銅触媒表面上での二酸化炭素の水素化反応（CO₂ + 1/2 H₂ → HCOO_a、「a」は吸着種を表します）を調べました。この結果、反応速度は二酸化炭素の振動エネルギーと共に大きく増加し、表面温度とは無関係であることが示され、分子振動で駆動する反応であることがわかりました[1]。本セミナーではこれらの実験結果について詳しく紹介します。

[1] Jiamei Quan, Fahdzi Muttaqien, Takahiro Kondo, Taijun Kozarashi, Tomoyasu Mogi, Takumi
Imabayashi, Yuji Hamamoto, Kouji Inagaki, Ikutaro Hamada, Yoshitada Morikawa, Junji Nakamura,
Nature Chemistry (in press).

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