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分子性多孔質空間に取り込まれた巨大水ナノチューブの相転移と機能性

Research Project

Project/Area Number 18033049
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

田所 誠  Tokyo University of Science, 理学部, 教授 (60249951)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords水クラスター / 中性子線結晶構造解析 / 中性子散乱 / 示差熱分析 / ガラス転移 / 金属錯体 / 水素結合 / ハイドレート / 超分子 / ナノ多孔質結晶 / 相転移 / 構造水 / 中性子線解説 / 立方晶氷
Research Abstract

集団的な運動を伴う水分の挙動は生体内の構造水、物質表面に結合した表面水あるいは細孔内のゼオライト水をはじめ、地球内部や地球外惑星などの極限状態にある水も含めて、現在でも分野間の枠をこえて盛んに研究されている。さらに、最近の理論科学的な発展から、新しい水の挙動が々と明らかにされている。例えばCarbon-Nanotube内の狭い空間に取り込まれた水の運動は、その狭い環境のために水から氷になる相転移が臨界点(Nature, 412, 802(2001))をもち、水分子としての連続的な相変化が観測されることや水が空孔内に導入される時にチューブ内の疎水性ナノ環境の影響で時間無しで取り込まれ、水分子の水素結合鎖を作ること(Nature, 416, 409(2002))が予想されている。これに対して実験的な検証が行われ、チューブ内の水分子は理論でははっきりと予測できなかった室温で氷化転移を起こすことが確認された。(Chem. Phys. Lett., 401, 533(2005))現在、このような特殊な媒体中で理論と実験の両面から極限状態の水の性質が明らかにされつつある。本研究では新たに組み上げられた分子性の超分子ナノ細孔内で、水の集団的な挙動を示な水分子クラスター作り上げ、その水のクラスターの特性を構造科学的に明らかにしようとするものである。合成化学的に作り上げられた巨大な水のナノクラスターを分子論的なアプローチから変化させ、その相転移などの水の物性との構造相関を明らかにしようとするものである。水の性質を詳しく調べるための方法論として、化学的に水を種々のクラスターに分割し、そのクラスターごとに性質を調べる方法がある。水の性質をバルクの水として捕らえるのではなく、水分子の集合体(水クラスター)がバルクの水や氷の性質を決めていくものと捉えることである。合成化学的なアプローチによってナノスケールのチャネル型空孔をもつ分子性多孔質結晶を構築し、その細孔内に閉じこめられたくラスター水(Water Nanotube)の構造制御や機能性を在実験室レベルで明らかにした。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (59 results)

All 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (47 results) Remarks (1 results)

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      細田廣之・井上智朋・斉城洋之・市村彰男・田所誠
    • Organizer
      第56回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      広島大学東千田キャンパス
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 1PE198「[Zn(cyclam)]-TMAを用いた水ナノチューブの安定化とその相転移挙動」2006

    • Author(s)
      須田貴広・大畑雄希・小國正晴・田所誠
    • Organizer
      第56回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      広島大学東千田キャンパス
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 1PE199「分子性多孔質で安定化された1次元スピロ型水分子クラスターの構造と性質」2006

    • Author(s)
      大畑雄希・山田鉄兵・長尾祐樹・石丸臣一・小國正晴・北川宏・田所誠
    • Organizer
      第56回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      広島大学東千田キャンパス
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 2PB157「新規アクセプターTANC誘導体を配位したCu錯体の構造と性質」2006

    • Author(s)
      篠田工・穴井岳洋・羽生田健吾・舘沼俊憲・中村正治・佐藤和信・塩見大輔・工位武治・田所誠
    • Organizer
      第56回錯体化学討論会
    • Place of Presentation
      広島大学東千田キャンパス
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 1PC82「プロトンー電子連動型スイッチの開発」2006

    • Author(s)
      前川曜子・佐野みなみ・森寛敏・三好永作・小島憲道・中筋一弘・田所誠
    • Organizer
      第18回基礎有機化学連合討論会
    • Place of Presentation
      九州産業大学1号館 福岡
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  • [Presentation] 1PC83「分子多孔性結晶で安定化されたスピロー次元鎖水分子クラスターの構造と性質」2006

    • Author(s)
      大畑雄希・山田鉄兵・長尾祐樹・石丸臣一・北川宏・田所誠
    • Organizer
      第18回基礎有機化学連合討論会
    • Place of Presentation
      九州産業大学1号館 福岡
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 2PC83「プロトンー電子連動能を有する水素結合型ダイマー金属錯体の合成」2006

    • Author(s)
      磯谷和巨・藤井圭輔・市村彰男・中筋一弘・田所誠
    • Organizer
      第18回基礎有機化学連合討論会
    • Place of Presentation
      九州産業大学1号館 福岡
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 2PC84「カチオンを取り込んだ還元型分子性ゼオライト結晶の表面観察」2006

    • Author(s)
      細田廣之・斉城洋之・市村彰男・田所誠
    • Organizer
      第18回基礎有機化学連合討論会
    • Place of Presentation
      九州産業大学1号館 福岡
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 3PC72「結晶構造を制御したキラルなの多孔質結晶の開発」2006

    • Author(s)
      石元正一・菅野秀明・増田雅亮・田所誠
    • Organizer
      第18回基礎有機化学連合討論会
    • Place of Presentation
      九州産業大学1号館 福岡
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 3PC73「新規アクセプターTANCを用いた銀(I)配位高分子伝導体」2006

    • Author(s)
      舘沼利憲・安塚周磨・佐藤和信・吉野治一・塩見大輔・村田恵三・工位武治・田所誠
    • Organizer
      第18回基礎有機化学違合討論会
    • Place of Presentation
      九州産業大学1号館 福岡
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      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.rs.kagu.tus.ac.jp/tadokoro/

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      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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