2017 Fiscal Year Research-status Report
有機結晶が発現する気体分子認識現象の原子レベルその場観察と機構解明に関する研究
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17K05833
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
津江 広人 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (30271711)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 有機結晶 / 気体分子認識 / 結晶構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
気体分子の吸着状態を解明することは，新たな多孔性材料の開発に向けて重要な知見を与えることが期待されるが，気体吸着状態を原子レベルで可視化した例は必ずしも多くない．そこで本研究では，（Ａ）気体吸着状態を簡便かつ安全に結晶構造解析するための結晶マウントピンを開発し，これを用いて（Ｂ）研究代表者らが調製した有機結晶が発現する気体分子の認識現象のメカニズムを解明する．
交付初年度である平成29年度においては，上記のＡとＢの２項目について研究を行い，研究を円滑に遂行するための基盤整備を行った．
（Ａ）気体分子を簡便かつ安全に封入するための結晶マウントピンは市販されていないため，本研究において独自に製作した．継ぎ手メーカーと一緒に設計を行い，まずはプロトタイプを作成した．これを用いると，結晶を充填したガラスキャピラリー内部を真空排気するとともに，所望のガスを簡便に導入できることを確認した．
（Ｂ）ジペプチド誘導体の合成と探索を行った結果，興味深い気体吸着挙動を示す有機結晶が見つかった．そこで，上記Ａで開発したプロトタイプの結晶マウントピンを用いて，気体分子の吸着状態についてのＸ線結晶構造解析を試みた．しかし，-100 ℃以下の低温にすると，封入したガスの一部が漏出することが明らかとなった．現在，このプロトタイプで得られた知見をもとに，より簡便性と安全性を兼ね備えたマウントピンの開発を押し進めているところである.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前述のとおり，本研究で開発する結晶マウントピンは市販されていないため，まずはそのプロトタイプとなるものを，国内の継ぎ手メーカーと一緒に独自に設計し，製作した．しかし，このような結晶マウントピンの前例はなく，模倣できるものは皆無のため，本研究者も継ぎ手メーカーも手探りでの設計・製作となり，これに大幅な時間を要した．数回の設計変更を行って，プロトタイプを完成させたが，封入したガスの一部が漏出することが明らかとなったため，当初の研究予定よりもやや遅れている状況である．ガス漏出の原因は特定できていることから，現在，プロトタイプへの改良を行っているところである．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度においては，結晶マウントピンの製作を行うとともに，ジペプチド誘導体の合成と探索を行った結果，興味深い気体吸着挙動を示す有機結晶が見つかっている．そこで今後は，その周辺化合物の合成を進めて，気体吸着挙動を評価する予定である．また，本研究で独自に開発する結晶マウントピンを完成させて，気体吸着状態についての結晶構造解析を行い，気体吸着挙動の発現メカニズムを原子レベルで解析する予定である．
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