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巨大ナノリングのエピタキシャル重合:太陽電池への応用を目指したナノへテロ接合構築

Research Project

Project/Area Number 15J08006
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional solid state chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

山岸 洋  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords多孔性材料 / 有機結晶 / 液晶紡糸
Outline of Annual Research Achievements

研究員は昨年度、新規金属有機材料を合成している最中に、6つのピリジル基を有する芳香環のみからなる有機配位子Py6Mesが、アセトニトリル中で再結晶することで多孔性分子結晶Pyopenを与えることを見いだしている。その結晶構造解析結果から、本結晶は、C-H N結合を多孔性結晶構築に用いた初めての例であることが明らかになっている。
Pyopenの結晶性粉末を徐々に加熱し、同時に随時X線回折測定を行ったところ、200度という高温域においても、Pyopen粉末の回折パターンは単結晶構造から予想されるパターンと一致した。これはPyopenが200度という多孔性分子結晶としては極めて高い熱安定性を有することを意味する。C-H N結合の弱さを考えるとこの熱安定性は驚異的である。Pyopenを200度以上に加熱したところ、異なる結晶多形Pycloseへと相転移した。PycloseにおいてPy6MesはPyopen同様1次元のピラーを形作っているものの、そのピラーは傾むいており、ピラー間に存在していた隙間を埋め非多孔性構造となっていた。
Pycloseにおいて特筆すべき点として、Py6Mesを結びつけていたC-H N結合を含む全ての分子間相互作用が開裂していることが挙げられる。それにもかかわらず、Pycloseをアセトニトリル蒸気に晒したところ、その結晶は常温常圧という穏やかな条件下で固体状態を保ったまま元の多孔性構造を復元した。結合レベルで構造が崩壊した多孔性材料を自己修復させたのは本研究が初めてである。本系において形状記憶が達成できたのは、本結晶がC-H Nという弱い、しかし容易に再形成できる結合から構築されており、結合の再形成に必要な活性化エネルギーが室温でも賄えるほど小さかったためであると考えられる。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] The University of Liverpool(英国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Asymmetric Motifs in Metal-Organic Nanotubes Biased by Point-Chiral Auxiliary Anions2015

    • Author(s)
      Yamagishi, H.
    • Journal Title

      Bulletin of Japan Society of Coordination Chemistry

      Volume: 65 Pages: 53-54

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Metal-Organic Nanotube with Helical and Propeller-Chiral Motifs Composed of a C10-Symmetric Double-Decker Nanoring2015

    • Author(s)
      H. Yamagishi, T. Fukino, D. Hashizume, T. Mori, Y. Inoue, T. Hikima, M. Takata, T. Aida
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 137 Issue: 24 Pages: 7628-7631

    • DOI

      10.1021/jacs.5b04386

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Vapor Deposition of Molecular Porous Crystal Featuring CH N Bonding2017

    • Author(s)
      Hiroshi Yamagishi, Takuzo Aida
    • Organizer
      The 97th CSJ Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Kanagawa, Japan
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Porous Molecular Crystal Thin Film Featuring Weak Intermolecular Interactions2016

    • Author(s)
      Hiroshi Yamagishi, Takuzo Aida
    • Organizer
      Crystal Engineering Gordon Research Conference
    • Place of Presentation
      Stoweflake Conference Center Stowe, VT, USA
    • Year and Date
      2016-06-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Thermodynamically Stable Porous Molecular Crystal Featuring Weak Intermolecular Interactions2016

    • Author(s)
      Yamagishi, H.; Aida, T.
    • Organizer
      The 96th CSJ Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      2016-03-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Metal–Organic Nanotube with Supramolecular Chiral Motifs2015

    • Author(s)
      Yamagishi, H.; Fukino, T.; Aida, T.
    • Organizer
      10th ISMSC-2015, Strasbourg
    • Place of Presentation
      Strasbourg
    • Year and Date
      2015-06-30
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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