2020 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of unique metal oxides using organic nano gages
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18H01989
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
二瓶 雅之 筑波大学, 数理物質系, 教授 (00359572)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 金属酸化物 / ナノ粒子 / 有機ケージ分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、有機ナノケージ分子の内部空間を利用した金属酸化物粒子のサイズ・構造制御を達成し、未知の超微小金属酸化物を創出することを目的とした。本年度は、前年度に確立した反応初期中間体を前駆体として用いることで、酸化亜鉛および酸化マンガンの合成について検討した。その結果、ケージ内部空間における選択的金属酸化物成長反応が、前駆体の形成に強く依存することを見出した。酸化亜鉛粒子の合成においては、反応条件の最適化により適切な前駆体を形成させ、これらを核として酸化亜鉛粒子成長反応を進めることで、ケージ内部空間に包接された酸化亜鉛粒子が選択的に得られることを見出した。酸化マンガン粒子についても同様に検討した結果、酸化マンガン粒子の形成を示唆する結果を得た。一方、これまでに確立した有機ナノケージ分子合成法を活用することで、金属酸化物粒子のサイズ・形状の制御について検討した。具体的には、様々な架橋長を有するトリアミン誘導体とジホルミル誘導体との脱水縮合反応を行うことで、サイズの異なる一連の有機ナノケージ分子を系統的に合成することに成功した。これらのケージ分子を用いて酸化鉄クラスターを合成した結果、ケージ内部空間のサイズに依存して核数の異なる酸化鉄クラスターが得られることを確認した。すなわち、有機ナノケージ分子の内部空間のサイズを精密に制御することで、目的のサイズをもつ酸化鉄クラスターを合理的に得ることが可能であることを見出した。以上より、有機ナノケージ分子の内部空間を精密に設計し、その内部空間で選択的に金属酸化物成長反応を進行させることで、未知の金属酸化物粒子を論理的に合成可能であることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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