錯体ナノチューブにおける内空間を舞台とした物性開拓
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22K05142
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大坪 主弥 京都大学, 理学研究科, 助教 (90601005)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | ナノチューブ / プロトン伝導 / 電子伝導 / 水クラスター / 薄膜材料 / 疎水性空間 / 混合伝導性 |
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| Outline of Research at the Start |
本申請課題では、近年我々が開発した金属-有機ナノチューブ(MONTs: Metal-Organic Nanotubes)をカーボンナノチューブ(CNTs)や他の合成ナノチューブ(SNTs)材料に代わる第三のナノチューブ材料として掲げ、配位結合を基盤とした設計性の高さをフルに生かすことにより、従来のナノチューブ材料で未開拓なボトムアップ合成を基盤とした特徴的な電子/プロトンの混合伝導材料の構築を基盤として、水分子クラスターの構造制御、新奇なガスハイドレート構造の構築と物性開拓、そしてゲスト包接やドーピング、そして新規材料合成による多彩な電子伝導性(金属伝導・超伝導)の発現を目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、ボトムアップ合成を基盤とした金属-有機ナノチューブ(MONTs)の合成に成功した。このMONTsにおいては、疎水性内空間に捕捉された水分子がバルク状態とは異なる特異なクラスター構造を形成し、高プロトン伝導性を示すことなどを明らかにした。本研究課題においてはこのようなMONTを基盤材料として、水分子クラスターの構造制御、新奇なガスハイドレート構造の構築と物性開拓、そしてゲスト包接やドーピング、そして新規材料合成による多彩な電子伝導性(金属伝導・超伝導)の発現等を目的とする。
研究初年度となる2022年度では、界面活性剤アニオンを対アニオンとして用いたMONTについて、高分解能透過型電子微鏡(HRTEM)観察から特異な結晶性のバンドル構造を観測することに成功した。この結果は、電子顕微鏡観察で明確なバンドル構造が直接観測されたMONTの世界初の例である。さらには有機溶媒に分散させたMONT試料をシリコン基板上にキャストして得られた薄膜試料においては、結晶性のバンドルが表面上に並んだ構造であることが原子間力顕微鏡(AFM)観察から明らかになり、さらには、溶液の濃度に依存して膜厚をコントロール可能であるとが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
2022年度は、MONTの結晶性バンドル構造を高分解能の電子顕微鏡で直接観測することに成功した。これは本質的に電子線照射に弱いMONT系では世界初の例である。
また、新規のMONTの類縁体についても順調に化合物数が増えてきており、以上の事からも計画以上の進展があったと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
二年度(2023年度)以降も、当初の研究計画に沿って研究を推進する。
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Report
(1 results)
Research Products
(7 results)
