2017 Fiscal Year Annual Research Report
Pseudo single crystallization of Prussian-blue and its analog nanoparticles via their regular arrangement and low-temperature connection
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15H03783
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
栗原 正人 山形大学, 理学部, 教授 (50292826)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金井塚 勝彦 山形大学, 理学部, 准教授 (50457438)
石崎 学 山形大学, 理学部, 助教 (60610334)
冨樫 貴成 山形大学, 理学部, 助教 (80510122)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノ結晶 / プルシアンブルー / 配位高分子 / プロトン伝導 / 溶液プロセス / 規則配列 / 界面接合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
独自に開発したプルシアンブルー（PB）ナノ結晶の水分散液とこれを用いた低温・溶液プロセスによる「ナノ結晶同士の低温界面接合技術」の確立により、ナノ結晶からなる疑似的単結晶膜の創製とその機能開拓を研究目的とした。規則的ナノ空孔を有する配位高分子ナノ結晶の疑似的単結晶膜に期待される機能として、(1)電子/ホール伝導の連続性、(2)空間の連続性から生まれる物性を挙げることができる。本研究では、(2)を明らかにするため、SAM上に作製した単粒子・疑似的単結晶膜のプロトン伝導機構を明らかにし、昨年度までの研究として、Nafion膜よりも高いプロトン伝導度やそのプロトン伝導がGrotthuss機構（Grain-boundary-free）であることを見出し、Angew.Chem.Int.Ed.にその成果が掲載された。掲載後、MOFプロトン伝導の研究を先導するG.K.H. Shimizuは、従来のペレット法を用いたプロトン伝導評価の問題点を指摘、我々の結晶界面に着目した研究の重要性が示された。本研究では、更に、プロトン伝導度・湿度依存性におけるPB単粒子膜の加熱温度の依存性を調べ、その低温加熱による界面接合状態とプロトン伝導機構の関係を追及した。結果、低温加熱では、Grain-boundaryの影響が残り、120℃以上の加熱で、Grain-boundary-free機構に移行することが分かった。また、多層膜（スピンコート膜）でのプロトン伝導度・湿度依存性についても評価も進めており、界面と結晶内でのプロトン伝導機構の解明において、単分子膜の結果と比較しながら詳細なボードプロット周波数解析が今後必要であることが分かった。併せて、界面接合による電子/ホール伝導の連続性とその機能を発展させるため、半導体膜とのヘテロ接合膜の作製と電子機能について、その電子的接合が可能であることを見出した。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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