| Project/Area Number |
23K23325
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| Project/Area Number (Other) |
22H02057 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
佐野 航季 信州大学, 学術研究院繊維学系, 助教 (20845763)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 無機ナノシート / 機能性ソフトマテリアル / ナノ空間 / 表面・界面 / ソフトマテリアル |
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| Outline of Research at the Start |
表面・界面現象の理解は困難であり、その制御と応用は化学・材料科学分野の大きな目標のひとつである。界面で挟まれたナノ空間における分子特性はバルク状態とは異なることも多いが、このような特異物性はナノ空間内に限定されており巨視的スケールに及ぶことは少ない。本研究では、無機ナノシートで挟まれたデザイナブルなナノ空間が無数に埋め込まれた「二次元ナノ空間プラットフォーム」に機能性流体を組み込むことで、革新的な機能を有するソフトマテリアルの創出を目指す。また、ナノ空間のサイズや化学的性質を制御することでナノ空間と巨視的物性の関係を体系的に調査し、ナノ空間がバルクを支配するための材料設計指針を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
界面で挟まれたナノ空間における分子特性はバルク状態とは異なることも多いが、このような特異物性はナノ空間内に限定されており巨視的スケールに及ぶことは少ない。本研究では、無機ナノシートで挟まれたデザイナブルなナノ空間が無数に埋め込まれた「二次元ナノ空間プラットフォーム」に機能性流体を組み込むことで、革新的な機能を有するソフトマテリアルの創出を目指す。また、ナノ空間のサイズや化学的性質を制御することでナノ空間と巨視的物性の関係を体系的に調査し、ナノ空間がバルクを支配するための材料設計指針を確立する。
「二次元ナノ空間プラットフォーム」における無機ナノシートの種類は、ナノ空間自体の構造・配列だけでなくナノ空間における表面状態にも多大な影響を与えることが予想され、本系の重要なパラメータのひとつであると考えられる。そこで本年度は主に無機ナノシートの種類の影響に焦点を当て、これらの基礎的理解を重点的に行なった。具体的には、今まで利用してきた酸化チタンナノシートだけでなく酸化グラフェンナノシート・超分子ナノシート・ハイブリッドナノシートなど多様なナノシートの利用可能性を検討し、これらの自己組織化挙動の精査、外部刺激による配向制御、界面状態の制御などを行うことで、本研究において基盤となる知見を深めた。様々な種類のナノシートを利用して各種検討を行う中で、ナノシートの種類に依存した特異な力学的・光学的挙動も見出している。
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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
本年度は主に、「二次元ナノ空間プラットフォーム」における無機ナノシートの種類の影響に焦点を当て、体系的な実験を行うことで本研究において基盤となる知見を深めた。様々な種類のナノシートを利用して各種検討を行う中で、ナノシートの種類に依存した特異な力学的・光学的挙動も見出しており、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
無機ナノシートの種類が重要なパラメータであることが分かってきているため、引き続き、無機ナノシートの種類の影響に焦点を当てた基礎的研究を推進するとともに、ナノ空間の次元性の拡張も目指す。また、ゲル化による構造固定や機能性流体の導入に関しては、作製条件によってナノ空間の内部構造や各種物性に大きな影響を与えることが分かっており、構造の固定方法や機能性流体の導入方法についての体系的理解も行う予定である。
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