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2019 Fiscal Year Research-status Report

金属伝導性を示す多孔性配位高分子の開発

Research Project

Project/Area Number 19K15584
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

大竹 研一  京都大学, 高等研究院, 特定助教 (20834823)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Keywords多孔性配位高分子 / 伝導性 / ナノ空間化学 / 錯体化学
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、多孔性配位高分子の分野において未開拓であった骨格における電子物性を開拓することで、空間と骨格の機能を連携させた新しい科学の展開を行うことを目的としている。
本年度の研究では、レドックス活性な金属クラスターとレドックス活性配位子の組み合わせから電荷キャリアの導電パスを内包しうる多孔性配位高分子の構造開拓を行った。その結果、金属三核クラスターとプロペラ型レドックス活性配位子、ピラー配位子からなる同形構造のPCP群を構築することに成功した。金属クラスター部分とピラー配位子部分は置換可能であり、これまでに10種類以上の同形構造のPCPの結晶を得ることに成功している。今後このPCP群を土台にして機能開拓・応用展開を行っていくことが可能とした。
さらに、本研究課題の目的を達成するために、近年注目を集めている二次元シート型のPCPにも着目して研究を行った。従来まで金属イオンと1つの配位子でのみ構成されていた二次元シート型のPCPを拡張して、2種類の配位子で構成された二次元シート型のPCPの構築が可能であることを実証した。配位子の選択の幅を広げることができるため、設計が難しかった幅広い二次元シート型PCPの更なる展開を可能とした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

レドックス活性な金属クラスター、レドックス活性配位子及びピラー配位子から構成される同形構造のPCP群の形成に成功した。金属クラスター部分とピラー配位子部分は置換可能であり、これまでに10種類以上の同形構造のPCPの結晶を得ることに成功している。系統的に配位子の交換を行うことで、構造と機能のチューニングが可能である。このPCP群を土台として機能開拓・応用展開を行っていくことが可能である。
また、従来まで金属イオンと1つの配位子でのみ構成された二次元シート型PCPの化学を拡張し、2種類の配位子で構成された二次元シート型のPCPを得ることに成功した。設計が難しかった幅広い二次元シート型PCPの更なる展開を可能とした。

Strategy for Future Research Activity

研究最終年度となるR2年度は、R1年度で構築したPCP骨格を基盤として、金属クラスター部やピラー配位子部分の構成要素の置換を行うことで機能と構造のさらなる開拓を試みる。さらに電荷キャリアドーピングを試みることで、物性・応用開拓に取り組み、空間と骨格の機能を連携させた新しい科学を展開する。

  • Research Products

    (7 results)

All 2020 2019

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 6 results)

  • [Journal Article] Upscale synthesis of a binary pillared layered MOF for hydrocarbon gas storage and separation2020

    • Author(s)
      Bonneau Mickaele、Lavenn Christophe、Ginet Patrick、Otake Ken-ichi、Kitagawa Susumu
    • Journal Title

      Green Chemistry

      Volume: 22 Pages: 718~724

    • DOI

      10.1039/C9GC03561C

  • [Journal Article] A Dual‐Ligand Porous Coordination Polymer Chemiresistor with Modulated Conductivity and Porosity2020

    • Author(s)
      Yao Ming‐Shui、Zheng Jia‐Jia、Wu Ai‐Qian、Xu Gang、Nagarkar Sanjog S.、Zhang Gen、Tsujimoto Masahiko、Sakaki Shigeyoshi、Horike Satoshi、Otake Kenichi、Kitagawa Susumu
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 59 Pages: 172~176

    • DOI

      10.1002/anie.201909096

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Structural Deformation Energy Modulation Strategy in a Soft Porous Coordination Polymer with Interpenetrated Framework2020

    • Author(s)
      Yifan Gu Jia-Jia Zheng Ken-ichi Otake Kunihisa Sugimoto Nobuhiko Hosono Shigeyoshi Sakaki Fengting Li Susumu Kitagawa
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 0 Pages: 0~0

    • DOI

      10.1039/anie.202003186

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Photocleavage Synthesis of Hydroxy Group‐Bearing Porous Coordination Polymers2020

    • Author(s)
      Ping Wang, Ken-ichi Otake, Susumu Kitagawa
    • Journal Title

      CHEMNANOMAT

      Volume: 6 Pages: 1~6

    • DOI

      10.1039/cnma.202000069

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Carbon dioxide capture and efficient fixation in a dynamic porous coordination polymer2019

    • Author(s)
      Wu Pengyan、Li Yang、Zheng Jia-Jia、Hosono Nobuhiko、Otake Ken-ichi、Wang Jian、Liu Yanhong、Xia Lingling、Jiang Min、Sakaki Shigeyoshi、Kitagawa Susumu
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 10 Pages: 1

    • DOI

      10.1038/s41467-019-12414-z

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Proton Conductivity and Sorption Study in Three Sulfonic Group Functionalized Mixed Ligand Coordination Polymers and the Impact of Structural Dynamicity on Their Property2019

    • Author(s)
      Maity Dilip Kumar、Ghosh Saheli、Otake Ken-ichi、Kitagawa Hiroshi、Ghoshal Debajyoti
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 58 Pages: 12943~12953

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b01897

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Impregnation of Graphene Quantum Dots into a Metal?Organic Framework to Render Increased Electrical Conductivity and Activity for Electrochemical Sensing2019

    • Author(s)
      Chen Yu-Chuan、Chiang Wei-Hung、Kurniawan Darwin、Yeh Pei-Chun、Otake Ken-ichi、Kung Chung-Wei
    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 11 Pages: 35319~35326

    • DOI

      10.1021/acsami.9b11447

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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