2017 Fiscal Year Research-status Report
高選択・高感度分子センシングのための多孔性・導電性配位高分子ナノシートの開発
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16K13610
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
牧浦 理恵 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30457436)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ナノシート / 気液界面 / センサ / 配位高分子 / X線回折 / 多孔性材料 / 放射光 / ナノ材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、細孔への分子吸着により電子状態が段階的・可逆的に変化する多孔性ナノシートを開発する。このようなナノシートにおいては、サイズの定まった細孔がガス・生体分子やイオンなどを認識し、逐次段階的に電子状態が変化する。そのため、電気伝導性やスピン物性を評価することにより、存在する分子の種類・量を精密に把握でき、高選択性・高感度極薄センサデバイスとしての利用が期待される。本研究期間内においては、有機分子由来の構造設計性と遷移金属由来の電子状態の多様性を併せ持つ配位高分子に着目し、規則細孔と電荷移動パスを合わせ持つナノシートを構築する。電荷移動パスの形成には分子の軌道の重なりを多くする必要がある
が、細孔を設けるためには分子を疎に配置させなければならない。これらの相反する条件がバランス良く満たされるようナノシートを構築していくところが本研究の斬新且つチャレンジ性を有する点である。
当該年度は、以下に関して実施した。
（１）参照バルク結晶の合成、構造解析、電気的特性評価：候補とする分子が目的とするナノシートを形成するかの予備判断として、同じ構成要素を用いてバルク結晶を合成し構造を調べた。バルク結晶は水熱合成法、再結晶法、溶液拡散法を用いて行った。ナノテクプラットフォーム事業の利用により、バルク結晶の元素分析を実施し、目的とする結晶が作製できていることを確認した。
（２）ナノシートの形成状態に影響を与える条件因子の抽出：気液界面でのナノシート形成時に可変なパラメーターである溶液濃度、温度、pH、分子展開量、分子展開後の待ち時間、表面圧縮度合（表面圧）を系統的に変化させ、これらがナノシートの形成状態、特にシートサイズと膜厚に与える影響を明らかにした。
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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
当初の計画通り、主にナノシートの作製手法に関する基礎的知見を得るための上述の２つの項目に関して進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、材料基礎特性評価に向け、以下の３つの項目を進めていく。
（１）液相への金属注入、気相への溶媒蒸気導入
（２）固体基板へ転写後の構造の評価
（３）安定性（耐熱性、耐水性）の評価
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| Causes of Carryover |
（理由）
研究は順調に進んでいたが、研究代表者の妊娠による体調不良と産休取得に伴い、計画の一部を進めることができなかったため、次年度使用額が生じた。
（使用計画）
復帰に伴い、H29年度に実施する予定であった「ナノシートの形成状態に影響を与える条件因子の抽出」に関する実験を進めるために、主に人件費、旅費、消耗品費に使用する予定である。
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