π-集積型ピラードレイヤー構造による格子・空間物性制御

• Project Area: pi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions
• Project/Area Number: 15H00983
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 宮坂 等 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50332937)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2016: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2015: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: π-集積体 / 金属錯体格子 / 電子ドナー・アクセプター / 電子・スピン物性 / ホストーゲスト相互作用 / 磁気圧力依存性 / 分子磁性体 / 多孔性分子磁石 / πー集積体 / 多孔性分子磁性体

Outline of Annual Research Achievements

研究課題III：「 D’[{Ru2}2TCNQ] (D’ = [Fe(Cp*)2]+誘導体)の開発と物性制御」について
現在までにπ型ピラーとして用いた[FeCp*2]フェロセン誘導体については、現在までに多様な誘導体が合成されており、多くの情報がある。そこで、TCNQRxとの電荷移動・電子移動を考慮しつつ、本系に組み込むことを行う。これにより、エネルギーレベルを調整できることと同時に、TCNQRxとのπスタック様式が僅かに変わり、磁気的な相互作用を制御できると期待される。本研究では二次元磁気層の構築素子としてベンゾエイト二置換体架橋のPaddlewheel型Ru二核錯体である[Ru2(CF3CO2)2(2,6-CF3PhCO2)2(THF)2]を原料として用い、[Ru2]の嵩高さを調整することで空孔を確保し、より層間にカチオン種が存在しやすい環境を作ることを試みた。この指針の元に合成を行った結果、テトラブチルアンモニウムのような無機カチオンからクラウンエーテルに含有された金属カチオンまで、幅広い種類のカチオンを磁気層内に内包する化合物の合成が可能であることを明らかとした。
研究課題IV：「多孔性π-PLF構造を用いた分子吸脱着とホスト・ゲスト相互作用を利用した物性制御」について
これまで合成したπ-PLF構造は比較的安定であり、空隙に存在する溶媒分子を除いてもその細孔を残したままPLF構造を保持する。そのため、ガス吸着特性を測定し、同時にin situでの磁気測定の検討に入った。本測定は今後も継続とするが、ガス吸着により磁気転移の変化する物質や変化しない物質などの多様な化合物が得られており、非常に面白い成果を挙げている。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Tuning of Stepwise Neutral-Ionic Transitions by Acceptor Site-Doping in Alternating Donor/Acceptor Chains (2016)
  • Author(s): Keita Nakabayashi et al.
  • Journal Title: Inorg. Chem. Volume: 55 Issue: 5 Pages: 2473-2480
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b02858
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Construction of an Artificial Ferrimagnetic Lattice by Li-Ion Insertion into a Neutral Donor/Acceptor Metal-Organic Framework (2016)
  • Author(s): Kouji Taniguchi, Keisuke Narushima, Julien Mahin, Wataru Kosaka, and Hitoshi Miyasaka
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed. Volume: 55 Issue: 17 Pages: 5238-5242
  • DOI: 10.1002/anie.201601672
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Trans-heteroleptic carboxylate-bridged paddlewheel diruthenium(II, II) complexes with 2,6-bis(trifluoromethyl)benzoate ligands (2016)
  • Author(s): Yoshihiro Sekine, Wataru Kosaka, Hirohisa Kano, Changxiao Dou, Taiga Yokoyama, and Hitoshi Miyasaka
  • Journal Title: Dalton Trans. Volume: 45 Issue: 17 Pages: 7427-7434
  • DOI: 10.1039/c6dt00569a
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Copper Selenide as a New Cathode Material based on Displacement Reaction for Rechargeable Magnesium Batteries (2016)
  • Author(s): Yuta Tashiro et al.
  • Journal Title: Electrochimica Acta Volume: 210 Pages: 655-661
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2016.05.202
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Regulation of NO uptake in flexible Ru dimer chain compounds with highly electron-donating dopants (2016)
  • Author(s): Jun Zhang et al.
  • Journal Title: Inorg. Chem. Volume: 55 Issue: 22 Pages: 12085-12092
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.6b02349
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Stepwise fabrication of donor/acceptor thin films with a charge-transfer molecular wire motif (2016)
  • Author(s): Yoshihiro Sekine et al.
  • Journal Title: Chem. Commun. Volume: 52 Issue: 97 Pages: 13983-13986
  • DOI: 10.1039/c6cc08310b
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Magnet Design via the Integration of Layer and Chain Magnetic Systems in a π-Stacking Pillared Layer Framework (2015)
  • Author(s): Hiroki Fukunaga, Hitoshi Miyasaka
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed. Volume: 54 Issue: 2 Pages: 569-573
  • DOI: 10.1002/anie.201410057
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Fully Electron-Transferred Donor/Acceptor Layered Frameworks with TCNQ2- (2015)
  • Author(s): Wataru Kosaka, Takaumi Morita, Taiga Yokoyama, Jun Zhang, and Hitoshi Miyasaka
  • Journal Title: Inorganic Chemistry Volume: 54 Issue: 4 Pages: 1518-1527
  • DOI: 10.1021/ic502513p
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The effect of chlorine and fluorine substitutions on tuning the ionization potential of benzoate-bridged paddlewheel diruthenium(II, II) complexes (2015)
  • Author(s): Wataru Kosaka, Masahisa Itoh, and Hitoshi Miyasaka
  • Journal Title: Dalton Trans. Volume: 44 Issue: 17 Pages: 8156-8168
  • DOI: 10.1039/c5dt00505a
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Charge-disproportionate ordered state with delta = 0.75 in a chemically sensitive donor/acceptor D2A layered framework (2015)
  • Author(s): Hiroki Fukunaga, Takafumi Yoshino, Hajime Sagayama, Jun-ichi Yamaura, Taka-hisa Arima, Wataru Kosaka, and Hitoshi Miyasaka
  • Journal Title: Chemical Communications Volume: 51 Issue: 37 Pages: 7795-7798
  • DOI: 10.1039/c5cc01633a
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystal-to-crystal transformation of a graphite-like layered compound: a self-locking structure with position-variable intercalated molecules (2015)
  • Author(s): Masaki Nishio, Natsuko Motokawa, and Hitoshi Miyasaka
  • Journal Title: CrystEngComm Volume: 17 Issue: 40 Pages: 7618-7622
  • DOI: 10.1039/c5ce01260k
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Electron-Transferred Donor/Acceptor Ferrimagnet with TC = 91 K in a Layered Assembly of Paddlewheel [Ru2] Units and TCNQ (2015)
  • Author(s): Wataru Kosaka, Hiroki Fukunaga, and Hitoshi Miyasaka
  • Journal Title: Inorg. Chem. Volume: 54 Issue: 20 Pages: 10001-10006
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b01776
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 分子パーツを組み上げて三次元磁性体を創る―新しい“ピラードレイヤー構造”というアプローチ (2015)
  • Author(s): 福永大樹、宮坂 等
  • Journal Title: 化学 Volume: 70 Pages: 27-32
  • NAID: 40020445016
• [Presentation] 動的格子空間制御による磁気スイッチング (2017)
  • Author(s): 宮坂 等
  • Organizer: 分子研研究会「金属錯体の情報制御と機能連動」
  • Place of Presentation: 岡崎 分子科学研究所
  • Year and Date: 2017-03-06
  • Invited
• [Presentation] Porous Molecular Magnets designed by Dynamical π-figrations (2017)
  • Author(s): Hitoshi Miyasaka
  • Organizer: 3rd International Symposium on π-System Figuration
  • Place of Presentation: Nagoya University
  • Year and Date: 2017-01-27
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 配位高分子における物質輸送とイオン輸送による磁気相制御 (2017)
  • Author(s): 宮坂 等
  • Organizer: 東京理科大学 2016年度分子連関相乗系研究部門成果報告会
  • Place of Presentation: 東京理科大学 東京神楽坂キャンパス
  • Invited
• [Presentation] Porous Molecular Magnets (2016)
  • Author(s): Hitoshi Miyasaka
  • Organizer: KINKEN-KIST Joint Seminar
  • Place of Presentation: 東北大学金属材料研究所
  • Year and Date: 2016-10-24
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Magnetic Sponges for Solvents and Gases (2016)
  • Author(s): Hitohi Miyasaka
  • Organizer: 42th International Conference on Coordination Chemistry
  • Place of Presentation: Brest, France
  • Year and Date: 2016-07-03
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 多孔性分子磁性体の研究 (2016)
  • Author(s): 宮坂 等
  • Organizer: 東京大学物性研究所短期研究会「第1回固体化学フォーラム研究会：固体物質・材料研究の現在と未来」
  • Place of Presentation: 東京大学物性研究所
  • Year and Date: 2016-06-14
  • Invited
• [Presentation] Functional Layered MOFs: Nano-Design for Bulk Magnets (2016)
  • Author(s): Hitoshi Miyasaka
  • Organizer: 2nd Bordeaux Olivier Kahn Discussions (2nd BOOK-D)
  • Place of Presentation: Bordeaux, France
  • Year and Date: 2016-05-26
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Functional MOFs (2016)
  • Author(s): 宮坂 等
  • Organizer: 第8回東北大学研究会「金属錯体の固体物性最前線 ― 金属錯体と固体物性物理と生物物性の連携新領域を目指して ―」
  • Place of Presentation: 東北大学理学部化学科
  • Year and Date: 2016-02-16
  • Invited
• [Presentation] Functional Layered MOFs: Nano-Design for Bulk Magnets (2016)
  • Author(s): Hitoshi Miyasaka
  • Organizer: 2016 Kumamoto Symposium on Two-Dimensional Nanomaterials (2016KST)
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2016-02-04
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 多孔性導電性分子磁石における特異的ガス吸着と電子・磁気相関の同時制御 (2016)
  • Author(s): 宮坂 等
  • Organizer: 低炭素社会基盤材料融合研究センター第6回ワークショップ（低炭素社会実現のための基盤材料創製研究事業に係る研究プログラム 平成25年度採択助成研究成果報告会）
  • Place of Presentation: 東北大学国際教育研究棟セミナー室１・２
  • Year and Date: 2016-01-22
  • Invited
• [Presentation] イオン電池システムを用いた分子性材料の新機能開拓 (2016)
  • Author(s): 宮坂 等
  • Organizer: 先端エネルギー材料理工共創研究センター第1回ワークショップ（先端エネルギー研究に関する科学技術政策と材料基盤研究の最新動向）
  • Place of Presentation: 東北大学国際教育研究棟セミナー室１・２
  • Year and Date: 2016-01-22
  • Invited
• [Presentation] 多孔性磁石の創製―Postsynthetic methodによる磁気制御― (2016)
  • Author(s): 宮坂 等
  • Organizer: 第1回ナノとマクロの時・光・空間をつなぐ分子組織化学研究会
  • Place of Presentation: 名古屋大学 化学科会議室
  • Invited
• [Presentation] 多孔性分子磁石の科学 (2016)
  • Author(s): 宮坂 等
  • Organizer: 2016年度 PHyMシンポジウム
  • Place of Presentation: 東北大学片平キャンパス 南総合研究棟１F大会議室
  • Invited
• [Presentation] Supramolecular Assembly for the Design of Molecular Magnets (2015)
  • Author(s): Hitoshi Miyasaka
  • Organizer: The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
  • Place of Presentation: Honolulu, Hawaii, USA
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Functional MOFs: toward the Synergistic Control of Electrons, Spins, Structures, and Chemical Interactions (2015)
  • Author(s): Hitoshi Miyasaka
  • Organizer: 8th French Research Organizations: Tohoku University Joint Workshop on Frontier Materials (FRONTIER 2015)
  • Place of Presentation: 東北大学片平キャンパスさくらホール
  • Year and Date: 2015-11-30
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Functional MOFs toward the Synergistic Control of Electrons, Spins, Structures, and Chemical Interactions (2015)
  • Author(s): Hitoshi Miyasaka
  • Organizer: 10th China-Japan Joint Symposium on Metal Cluster Compounds（第10回日中クラスター会議）
  • Place of Presentation: 福州、中国
  • Year and Date: 2015-10-23
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Magnetic Sponges for Solvents and Gases (2015)
  • Author(s): Hitoshi Miyasaka
  • Organizer: 日独二国間シンポジウム
  • Place of Presentation: 奈良女子大学
  • Year and Date: 2015-09-21
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 箱崎の焼酎で繋がる人脈と学問―“磁石de分子” (2015)
  • Author(s): 宮坂 等
  • Organizer: 九州錯塩化学懇談会（九州錯懇）
  • Place of Presentation: 九州大学箱崎キャンパス
  • Year and Date: 2015-07-25
  • Invited
• [Presentation] 分子格子で材料を考える (2015)
  • Author(s): 宮坂 等
  • Organizer: 材料化学夏期講習会
  • Place of Presentation: 東北大学 片平キャンパスエスパル
  • Year and Date: 2015-07-22
  • Invited
• [Presentation] Functional MOFs toward the Synergistic Control of Electrons, Spins, Structures, and Chemical Interactions (2015)
  • Author(s): Hitoshi Miyasaka
  • Organizer: 5th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC5)
  • Place of Presentation: The University of Hong Kong, Hong Kong China
  • Year and Date: 2015-07-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Tuning of Gate-Opening Nanopores for Selective Gas Adsorption and the Control of Physical Properties (2015)
  • Author(s): Hitoshi Miyasaka
  • Organizer: 2015 International Conference on Nanospace Materials
  • Place of Presentation: 台湾大学
  • Year and Date: 2015-06-23
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] π―集積型ピラードレイヤー構造による格子・空間物性制御 (2015)
  • Author(s): 宮坂 等
  • Organizer: π造形科学第２回シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪市中央公会堂
  • Year and Date: 2015-06-08
• [Presentation] 多次元格子内電子移動制御による機能創発 (2015)
  • Author(s): 宮坂 等
  • Organizer: 中央大学理工学部応用化学講演会
  • Place of Presentation: 中央大学 後楽園キャンパス
  • Year and Date: 2015-06-01
  • Invited
• [Book] ナノ空間材料ハンドブック ナノ多孔性材料、ナノ層状物質等が切り開く新たな応用展開（有賀克彦監修） (2016)
  • Author(s): 高坂 亘、宮坂 等
  • Total Pages: 493
  • Publisher: エヌ・ティー・エス（NTS）
• [Book] Molecular Magnetic Materials: Concepts and Applications (Barbara Sieklucka, Dawid Pinkowicz, edited.) (2016)
  • Author(s): Yoshihiro Sekine et al.
  • Total Pages: 483
  • Publisher: Wiley-VCH
• [Remarks] 宮坂研HP
  • URL: http://www.miyasaka-lab.imr.tohoku.ac.jp
• [Remarks] 宮坂研究室HP
  • URL: http://www.miyasaka-lab.imr.tohoku.ac.jp/
• [Remarks] 東北大学金属材料研究所HP 研究成果
  • URL: http://www.imr.tohoku.ac.jp/ja/info/results/2014.html#re1212