2023 Fiscal Year Annual Research Report
Structures/Energetics Manipulation by High Pressure: A New Proposal "Molecular Elasticity"
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21K19029
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
阿部 正明 兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (90260033)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 超高圧 / 金属錯体 / 歪み / 固体発光 / クラスター / ピエゾクロミズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ダイヤモンドアンビルセル (DAC) を用い、超高圧下で誘起される分子骨格の歪み・捻れ・空隙変形の観察を通じて、新概念「Molecular Elasticity (分子弾性)」を提唱し実証することを目的としている。研究期間全体を通して以下の研究成果を得た。
（１）発光性多核錯体の高圧下での粉末X線回折実験と構造解析：結晶構造と固体発光特性の圧力応答性を観測するため、柔軟なコア構造を持つ遷移金属d10電子配置の発光性多核クラスター化合物であるCu(I)、Ag(I)、Au(I)の四核キュバン型クラスターおよび六核パドルホイール型クラスターを合成し、単結晶X線構造解析により分子構造と結晶パッキング構造を決定した。SPring-8において高圧下粉末X線回折実験と構造解析および高圧発光測定を行い、構造歪みや発光スペクトルの圧力応答性に多形依存性があることを見出した。高圧下での分子変形は、その分子対称性を保持したまま進行することを見出した。結晶空隙に溶媒ゲスト分子を含む包摂結晶において、ホスト分子は対称軸周りの空隙方向へ変形することが判明した。以上より高圧下での分子歪みの様子を分子・原子レベルで解析することに成功した。
（２）高圧下での固体発光ピエゾクロミズム：Ag四核キュバン型クラスターの結晶多形の固体発光において、多形間で異なる圧力応答性すなわち固体発光ピエゾクロミズムが発現することを見出した。本年度に新規合成したAu(I)四核クラスターについても種々の条件下で結晶化を試み、２種の多形および１種の包摂結晶を単離しその固体発光特性を解明した。
（３）高圧下単結晶X線構造解析：一次元の鎖状構造を有するAg(I)配位高分子錯体の1.0 GPa以上印加時の構造を単結晶X線構造解析したところ、分子構造が歪み常圧時の５倍周期構造が出現することを見出した。
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[Presentation] In-Situ Observation of Vapor-Induced Structural Transformation Dynamics of Novel Rhenium(I) Molecular Crystals2023
Author(s)
〇Yuki Matsuda, Ryota Nakamura, Yoshiki Ozawa, Keishiro Tahara, Toshikazu Ono, Nobuto Yoshinari, Takumi Konno, Kunihisa Sugimoto, Shintaro Kobayashi, Shogo Kawaguchi, and Masaaki Abe
Organizer
The 31st International Conference on Photochemistry (ICP2023)
Int'l Joint Research
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