配位子ネットワーク形成による新奇金属クラスターの創製と機能開拓

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H02532
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 七分 勇勝 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (10446255)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: クラスター / 有機配位子 / ネットワーク化 / 幾何構造 / 電子構造

Outline of Annual Research Achievements

構成核数が１０個程度というサブナノメートルサイズの超微細な金属コアをもつ有機配位子保護金属クラスターでは、金属コアの構造や核数などのわずかな違いが金属クラスター全体の機能物性に大きな影響を及ぼす可能性があることが分かっている。そのため、有機配位子保護金属クラスターは機能性ナノ材料の素材の候補として近年高い注目を集めており、従来とは異なるアプローチから新たな機能開拓を押し進めていくことは重要である。そこで本研究では、金属コアの周囲を取り囲む有機配位子からなる配位子環境に着目し、まず官能基修飾された配位子を金属コア上へ導入し、そして有機配位子間の相互連結により配位子のネットワーク形成を行うことから、これまでに報告されてきた有機配位子保護金属クラスターとは一線を画する新奇な金属クラスターの創製を行う。そして、得られた金属クラスターの基礎的性質の評価を単結晶Ｘ線構造解析、吸収・発光スペクトル測定、電気化学測定、理論計算などにより実施するとともに、この系の独自の新奇な構造・機能を探究する。これを踏まえ、本年度は官能基修飾された有機配位子の合成と金属コア上への導入を試みた。その結果、導入する有機配位子の電子的な性質によって金属クラスター全体の光学特性を変調させ得ることが分かった。一方、得られた金属クラスターは概して安定性が低く、今後さらなる有機配位子の合成と金属コア上への導入を実施する必要がある。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

官能基修飾された配位子の金属クラスターへの導入は行えたものの当初予定していた配位子によるネットワーク形成までは行えておらず、研究はやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

初年度で得られた知見を活かし、配位子ネットワーク形成に適した官能基を導入した有機配位子の合成を行う。そして、配位子が金属コア上へ導入された有機配位子保護金属クラスターを合成し、配位子同士の相互連結を行うことから配位子のネットワーク化を実現する。そして、得られた金属クラスターの評価を行い、構造と機能の相関を調べる。