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2021 Fiscal Year Annual Research Report

ボトムアップ合成に立脚した錯体ナノチューブの空間構築と伝導機構解明

Research Project

Project/Area Number 19K05494
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

大坪 主弥  京都大学, 理学研究科, 助教 (90601005)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywordsナノチューブ / 疎水性空間 / 水クラスター / プロトン伝導 / 薄膜材料
Outline of Annual Research Achievements

近年、ボトムアップ合成を基盤とした金属-有機ナノチューブ(MONTs)の創製に成功した。このMONTsにおいては、疎水性内空間に捕捉された水分子がバルク状態とは異なる特異なクラスター構造を形成し、高プロトン伝導性を示すことなどを明らかにした。一方で、非常に狭い疎水性空間内に閉じ込められた水分子がバルク状態とは全く異なる相挙動や非常に高いプロトン伝導性を示すことについて古くから関心が集まっているものの、その実証についてはカーボンナノチューブを含め理論的側面のみが先行しており、実験的な実証に乏しい。本研究課題においては実験的なボトムアップ合成に立脚したプロトン伝導性MONTsのライブラリ構築、直径数ナノメートル以下の狭い疎水性内空間で実現する高速プロトン輸送現象を中心とした機能材料創成、輸送機構の解明と材料設計指針を得ることを目的とした。
最終年度となる2021年度では、スルフィド部位を有する有機配位子からなる新規MONTを合成しその構造を明らかにすることに成功した。また、本MONT内で特異な価数秩序状態が実現していることをX線構造解析と分光測定から明らかにした。さらには、界面活性剤アニオンを対アニオンとして用いたMONTについては、透過型電子微鏡(TEM)観察から特異なバンドル構造が観測され、さらには有機溶媒に分散させた試料をシリコン基板上にキャストして得られた薄膜試料では、原子間力顕微鏡(AFM)観察により、濃度に依存した特異な表面構造を観測することに成功した。

  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] A Preinstalled Protic Cation as a Switch for Superprotonic Conduction in a Metal-Organic Framework2022

    • Author(s)
      Otsubo Kazuya、Nagayama Shuya、Kawaguchi Shogo、Sugimoto Kunihisa、Kitagawa Hiroshi
    • Journal Title

      JACS Au

      Volume: 2 Pages: 109~115

    • DOI

      10.1021/jacsau.1c00388

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dibenzodiazapyracylenes: Doubly N‐Doped Cyclopenta‐Fused Polycyclic Molecules That Exhibit High Carrier Mobility2022

    • Author(s)
      Morimoto Yuki、Koo Yun Hee、Otsubo Kazuya、Kitakado Hidetsugu、Seki Shu、Osuka Atsuhiro、Tanaka Takayuki
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 61 Pages: e202200341

    • DOI

      10.1002/anie.202200341

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ni@onion-like carbon and Co@amorphous carbon: control of carbon structures by metal ion species in MOFs2021

    • Author(s)
      Mukoyoshi Megumi、Kobayashi Hirokazu、Kusada Kohei、Otsubo Kazuya、Maesato Mitsuhiko、Kubota Yoshiki、Yamamoto Tomokazu、Matsumura Syo、Kitagawa Hiroshi
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 57 Pages: 5897~5900

    • DOI

      10.1039/D1CC02154K

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A square-shaped complex with an electron-acceptor ligand: unique cubic crystal symmetry and similarity to the inorganic mineral katoite2021

    • Author(s)
      Aoki Kentaro、Otsubo Kazuya、Kitagawa Hiroshi
    • Journal Title

      CrystEngComm

      Volume: 23 Pages: 7691~7697

    • DOI

      10.1039/D1CE00994J

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Strain-Controlled Spin Transition in Heterostructured Metal-Organic Framework Thin Film2021

    • Author(s)
      Haraguchi Tomoyuki、Otsubo Kazuya、Sakata Osami、Fujiwara Akihiko、Kitagawa Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 143 Pages: 16128~16135

    • DOI

      10.1021/jacs.1c06662

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and Magnetic Properties of a Dimerized Trinuclear Ni String Complex, [Ni6Cl2(dpa)8](I5)2・0.25I2 (dpa- = 2,2′-Dipyridylamide Anion)2021

    • Author(s)
      Aoki Kentaro、Otsubo Kazuya、Yoshida Yukihiro、Kimura Yojiro、Sugimoto Kunihisa、Kitagawa Hiroshi
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 60 Pages: 16029~16034

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.1c02660

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Synthesis of a wavy MX-tube complex2022

    • Author(s)
      Kazuya Otsubo、Hiroshi Kitagawa
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会2022
  • [Presentation] A platinum-dimer based metal-organic framework with a pre-installed protic cation for superprotonic conduction2021

    • Author(s)
      Kazuya Otsubo、Shuya Nagayama、Kunihisa Sugimoto、Shogo Kawaguchi、Hiroshi Kitagawa
    • Organizer
      錯体化学会第71回討論会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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