| Project/Area Number |
20KK0122
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 34:Inorganic/coordination chemistry, analytical chemistry, and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
深見 一弘 京都大学, 工学研究科, 准教授 (60452322)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡崎 豊 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (20794465)
松本 歩 兵庫県立大学, 工学研究科, 助教 (30781322)
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| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 自己組織化 / 時空間パターン形成 / らせん / 電気化学 / キラリティ / 時空間パターン / シリコン / 分子認識 / 円偏光 |
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| Outline of Research at the Start |
Ptナノ粒子を担持したSiをフッ酸と過酸化水素を含むエッチング液に浸漬すると、らせん状ナノポアが自己組織化により形成する。我々は、この現象が動的自己組織化による非線形現象の一つであることを明らかにしてきた。この自己組織化構造のキラルな特性を理解し、利用するためには、時空間パターン形成（動的自己組織化の）化学とキラル分子化学の新たな境界領域研究を深化させる必要がある。時空間パターン形成化学を得意とする国内グループと、キラル分子化学の卓越した研究者が集うボルドー大学との国際連携・融合研究により、時空間パターン形成を起源とした新たなキラル化学の創出を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は新たな系としてPd-Cu二元系合金電析における時空間パターン形成に取り組んだ。平滑電極上でPd-Cu二元系合金を電析すると，自発的な相分離がみられ，電析条件によってはスパイラルの時空間パターンが自発的に形成することを見出した。この電析物の断面を観察すると自発的にPd-richとCu-richの領域が多層構造を形成していることが分かった。この電析をポーラスアルミナ（シリンダー状ナノポア）電極を用いて実施したところ，ナノポア内部においてPd-rich領域が自発的にらせん状構造へと自己組織化することを見出した。この自己組織化メカニズムについて，反応-拡散モデルをもとに説明することに成功した。
その他，派生する研究課題として，CdSe/CdSコアシェル型の量子ロッドをポリマーフィルム中に分散させ、延伸法でロッドを配向させることにより直線偏光発光性（LPL）フィルムを作製した。LPLフィルムと位相差フィルムを組み合わせた「発光式円偏光コンバータ」を提案し、高輝度かつ高純度の円偏光を容易に作り出せることを実証した。また，中抵抗および低抵抗シリコンのPtナノ触媒のアシストによるシリコンのエッチングを行い，垂直孔とメソポーラス層の複合ポーラス構造を作製することに成功した。抵抗率によって垂直孔の長さとメソポーラス層の厚さの割合が大きく変化することがあきらかとなった。電気化学測定や数値シミュレーションにより，シリコンの抵抗率によるエッチング挙動の違いを考察した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
電析における時空間パターン形成をナノポーラス空間内において行うといった境界条件を与えることでらせん状のナノ時空間パターン形成がみられることを世界にさきがけて明らかにしたこと，CdSe/CdSなどの材料を自己組織化的に配列させることで円偏光コンバーターの作製に成功するなど，一定の成果が得られており，概ね順調と判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでコロナ禍の影響を受けて，人的交流は当初予定通り実施できていない。更なる研究の加速のために，本研究に関わる研究者のボルドー大学への派遣を積極的に進める。また，博士後期課程の大学院生についてもこの機会を利用して最先端の国際共同研究へ参画させ，世界レベルでの実践力を養う。研究内容としては，らせん状ナノ構造体の自己組織化メカニズムをさらに追求し，カイロオプティカルな新しい特性の設計を目指す。
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