2021 Fiscal Year Research-status Report
International and Interdisciplinary Research in Chemistry between Spatiotemporal Pattern Formation and Molecular Chirality
| Project/Area Number |
20KK0122
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
深見 一弘 京都大学, 工学研究科, 准教授 (60452322)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡崎 豊 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (20794465)
松本 歩 兵庫県立大学, 工学研究科, 助教 (30781322)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2024-03-31
|
| Keywords | らせん / 自己組織化 / 電気化学 / キラリティ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、自己組織化により形成するらせん状ナノ構造体の形成メカニズム解明とその応用に向けた課題に取り組んでいる。本年度は、新たな試みとしてポーラスアルミナのナノポア内へ合金電析を行い、合金の貴金属成分が時空間パターン形成によってらせん状に自己組織化することを明らかにした。この結果は、時空間パターン形成をナノスケールの空間に閉じ込めることによってらせん状ナノ構造が自己組織化するという一般性を示している。また、比較実験として、界面活性剤分子の自己集合をもとに作製できるらせん状メソポーラスシリカをテンプレートとして用い、らせん状メソポーラスシリカの内部で還元により金ナノヘリックスを得ることに成功した。還元力の異なる二種類の還元剤でらせん状メソポーラスシリカ内部での金の還元を実施したところ、還元力の強い還元剤ではらせん状に金が析出するのに対して、還元力の弱い還元剤ではナノ粒子状に金が析出することを明らかにした。これらの結果は、電気化学の無電解めっき理論をもとに考察が可能であり、より還元力の強い還元剤を用いた場合に、金の還元反応が拡散率速で進行するために針状結晶のごとく金が析出し、らせん状のテンプレートに沿った形状が得られたと考察した。また、従来から取り組んでいる白金ナノ触媒を用いたシリコンへのらせん状ナノポア形成については、そのエッチングメカニズムをさらに詳しく検討し、より精密な形状制御のための更なる指針を得た。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた現地滞在による共同研究は延期を余儀なくされているものの、試料の郵送による共有やオンラインでの定期的な打ち合わせにより、当初予定に沿った検討が行えている。特に、時空間パターン由来のらせん状ナノ構造形成については、当初は想定していなかった合金電析系においても発現することが明らかとなり、研究が一段と進展した。また、比較のためとして、自己集合による組織化を利用したらせん状ナノ構造形成においても、金のナノヘリックスを作製できることを見出しており、期待通りの成果が得られている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
時空間パターン形成によるらせん状ナノ構造形成では、合金による構造形成を主なターゲットに変更し、そのらせん状構造における巻き方向制御に取り組む。自己集合の組織化に由来するらせん状ナノ構造形成については、その原子レベルでの構造をTEM等により詳細に検討し、キラリティがどのスケールで構造体に転写されているかを明らかにする。
|
| Causes of Carryover |
外国出張が延期となり、現地滞在での共同実験は次年度以降に行う予定である。そのために旅費相当分を次年度に使用する計画である。
|
Research Products
(15 results)
