| Project/Area Number |
22K20555
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0502:Inorganic/coordination chemistry, analytical chemistry, inorganic materials chemistry, energy-related chemistry, and related fields
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
Aoki Kentaro 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (00963810)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | プロトン伝導 / 光機能性材料 / スイッチ / 異性化 / 協奏効果 / 光誘起イオン伝導度スイッチング / 水素結合 / 固体イオニクス / 単結晶X線回折測定 / 活性化エネルギー / 結晶構造 / プロトン / イオン伝導体 / 伝導度スイッチング / 外場応答 / 光異性化 / 金属錯体 / 光応答 / スイッチング |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では複数の光応答性部位を導入した金属錯体を設計・開発し、光応答能を相乗的に作用させることで可逆かつ高い光誘起イオン伝導度スイッチングを達成する。開発した錯体の光照射前後のスイッチング能の検討に加えて、光応答性部位の選択的な異性化反応を用いた対照実験や光照射下のオペランド測定、理論計算などの多角的な検討を通してスイッチング機構を解明することで、光誘起イオンスイッチング材料の設計指針を確立する。
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| Outline of Final Research Achievements |
We constructed a novel metal complex using a ligand with multiple photoresponsive untis, inducing structural isomerization and pKa change. By examining the proton conductivity before and after light irradiation, we found that simultaneous isomerization of the two photoresponsive sites exhibited a high reversible on-off ratio reaching 10^5. This significantly exceeded the on-off ratio of ion conductivity when only one of the photoresponsive sites was isomerized, indicating that the photoresponsive sites were acting cooperatively.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では「複合化した光応答性部位の協奏効果」というコンセプトの下、合目的的に配位子・錯体を設計することでオン・オフ比10^5に至る電子スイッチングに匹敵する高いプロトン伝導度スイッチングを達成した点で意義深い。また、これらの知見は光駆動型イオンポンプなどの生態系やイオン伝導度の変調が電子伝導度に影響するイオントロニクスなど、分野横断的な波及効果も大きく、将来的にはイオンを媒体とした素子・回路開発への貢献も期待される。
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