| Project/Area Number |
21K19029
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 36:Inorganic materials chemistry, energy-related chemistry, and related fields
|
|---|
| Research Institution | University of Hyogo |
|---|
Principal Investigator |
阿部 正明 兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (90260033)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
|
|---|
| Keywords | 超高圧 / 金属錯体 / 歪み / 固体発光 / クラスター / ピエゾクロミズム / 高圧 / 錯体 / 結晶 / 構造 / 発光 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究は、ダイヤモンドアンビルセルを用いたギガパスカルレベルの高圧下での分子骨格歪み・捻れ・空隙変形の原理を解明し、新概念「分子弾性」を世界に先駆け提唱し、実験・理論両面から実証することを目的とする。固体圧力変化に対して力学変形が期待される遷移金属d10クラスター化合物、典型金属らせん錯体、有機包摂結晶の３つの化合物群を対象とし、高圧下での粉末および単結晶X線回折実験と高圧発光計測を実施するし、構造と発光の圧応答性を解明する。原子レベル高解像度な分子変形プロセスの解明、分子構造変形と固体発光変化の同期性・連関、化合物の誘導化・多様化による超高圧下の構造・発光制御について網羅的に研究を推進する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ダイヤモンドアンビルセル (DAC) を用い、超高圧下で誘起される分子骨格の歪み・捻れ・空隙変形の観察を通じて、新概念「Molecular Elasticity (分子弾性)」を提唱し実証することを目的としている。研究期間全体を通して以下の研究成果を得た。
（１）発光性多核錯体の高圧下での粉末X線回折実験と構造解析：結晶構造と固体発光特性の圧力応答性を観測するため、柔軟なコア構造を持つ遷移金属d10電子配置の発光性多核クラスター化合物であるCu(I)、Ag(I)、Au(I)の四核キュバン型クラスターおよび六核パドルホイール型クラスターを合成し、単結晶X線構造解析により分子構造と結晶パッキング構造を決定した。SPring-8において高圧下粉末X線回折実験と構造解析および高圧発光測定を行い、構造歪みや発光スペクトルの圧力応答性に多形依存性があることを見出した。高圧下での分子変形は、その分子対称性を保持したまま進行することを見出した。結晶空隙に溶媒ゲスト分子を含む包摂結晶において、ホスト分子は対称軸周りの空隙方向へ変形することが判明した。以上より高圧下での分子歪みの様子を分子・原子レベルで解析することに成功した。
（２）高圧下での固体発光ピエゾクロミズム：Ag四核キュバン型クラスターの結晶多形の固体発光において、多形間で異なる圧力応答性すなわち固体発光ピエゾクロミズムが発現することを見出した。本年度に新規合成したAu(I)四核クラスターについても種々の条件下で結晶化を試み、２種の多形および１種の包摂結晶を単離しその固体発光特性を解明した。
（３）高圧下単結晶X線構造解析：一次元の鎖状構造を有するAg(I)配位高分子錯体の1.0 GPa以上印加時の構造を単結晶X線構造解析したところ、分子構造が歪み常圧時の５倍周期構造が出現することを見出した。
|
