Aquatic Functional Materials Using Nanospace of Macrocycles for Transporting Water and Ions
Publicly Offered Research
| Project Area | Aquatic Functional Materials: Creation of New Materials Science for Environment-Friendly and Active Functions |
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| Project/Area Number |
22H04535
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
河野 慎一郎 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (10508584)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 大環状化合物 / 液晶 / ナノ空間 / 水の吸着 / らせん構造 / 水 / 超分子 / 分離膜 / 超分子化学 / 分子認識 / 物質輸送 |
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| Outline of Research at the Start |
サイズや形状が均一な分子レベルのナノ空間(0.5 nm ~ 2.5 nm)をもつ大環状化合物および超分子組織の自己組織化によって形成する多孔性物質や超分子ナノチューブ、およびそれらの自己組織化による分離膜を構築する。サイズと形状が均一な大環状化合物からなるカラムナー液晶や分子チューブ構造の内側に構築したナノチャネル構造を利用して，環境汚染の原因となる有機塩素化系分子の特異的吸着や，水の浄化を目的とした特異的物質輸送するイオン分離膜の評価を行うことを目的とする。これらの大環状化合物からなる自己組織構造中のナノ空間を利用することで、特異的な吸着挙動および物質輸送能を詳細に検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下に、本研究計画において得られた研究成果を示す。
1.これまでの研究において、液晶性金属錯体型フォルダマー(Chem. Commun. 2022, 58, 3274, inside front cover）を用いたナノ空間に水が取り込まれる現象を観測した。本年度は、高輝度光科学研究センターの池本博士、原光生博士（現香川大学）と連携し、高湿度下の赤外分光測定(SPring-8, BL43IR)とXRD測定によりい、湿度に応じて液晶性金属錯体型フォルダマーが超分子構造を制御することを見出した。
2.サイズと化学的な空間が均一な大環状化合物の開発は、水を取り込むナノ空間の開発において重要である。本研究では、Xe NMRの専門家である名古屋工業大学の吉水広明准教授と連携して、カラムナー液晶性大環状化合物が筒状に自己集合してできるカラムナー組織構造の内側に孤立した空間が存在することを世界で初めて明らかにした(Angew. Chem. Int. Ed., 2024, 63, e202316523 Back cover）)。
3.また、岐阜大学 工学部 池田将教授と連携し、環状DNAと直交方の自己集合を生じるジペプチド型ゲル化剤の粉末XRDを用いた構造評価を行った（Nanoscale, 2023, 15, 1024）。この直交型の自己集合は水中で生じるため、本研究における水中で機能するソフトマテリアルという観点からも興味深い材料である。
4.また、国際共同研究の一環として、ドイツ ミュンスター大学のB. J. Ravoo研究室と共同研究を行い、ネマチック相やスメクチック相を示すアリルアゾピラゾールの光応答性を調査した(Chem. Eur. J. 2023, 30, e202302958)。本研究は、今後高いHTP値を示すキラルドーパントを設計する鍵となる研究成果として得られた。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(23 results)
