2012 Fiscal Year Research-status Report
中温度領域における強イオン間力反応を用いた準安定化合物合成法の開発
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24550087
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
小澤 忠司 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (90450288)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 準安定化合物 / 低温反応 / 機能材料 / 反応メカニズム |
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| Research Abstract |
具体的内容：
本研究では、アルカリ金属イオンを層間に含んだ様々な層状化合物とPTFE（polytetrafluoroethylene）をアルゴン雰囲気中で反応させることによって様々な準安定化合物の合成を行い、その反応メカニズム解析と得られた化合物の特性評価を行っている。これまでに反応に用いるアルカリ金属イオンを層間に含んだ層状化合物前駆体であるNa0.68(Li0.68/3Ti1-0.68/3)O2およびK0.70(Li0.70Sn1-0.70/3)O2の単相試料合成を固相法によって行った。また、本研究の中心となるこれらの層状化合物前駆体とPTFEとの反応による準安定化合物等の合成においては層状化合物前駆体とPTFEの混合比率や反応温度の最適化を行った。様々な反応条件で得られた試料のＸ線回折および化学分析等のデータ解析によってPTFEを用いた新しい反応のメカニズムを検討した。その結果、アルカリ金属イオンを層間に含んだ様々な層状化合物からPTFEとの反応によってアルカリ金属イオンが抽出された中間体は準安定化合物を含む結晶構造的に最も近い二元素系化合物へと相転移する可能性が高いことが明らかとなった。
意義、重要性：
ダイヤモンドやブルッカイトなどの熱力学的に不安定な物質（準安定化合物）群は様々な分野に応用できる機能材料の宝庫として期待されているにもかかわらず、それらの合成が困難であるために機能開発研究が十分には進んでいなかった。本研究で得られたＰＴＦＥを用いた新しい反応の知見から、これまでには無かった独自の準安定化合物合成方法の開発を進めたことは、準安定物質に関する学術的な理解を高めるのみならず、それらの産業面へ応用できる機能を見出すために非常に重要である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成24年度の研究計画通りに、PTFEを用いた新しい反応を試すための試料として二種の層状化合物単相試料の合成に成功した。単相試料が得られた層状化合物に関しては二種に留まってしまい、より多くの種類の層状化合物単相試料が得られた方が望ましかったが、得られた二種の層状化合物単相試料に対しては平成25年度以降に予定していた反応メカニズム解析実験もかなり進み、PTFEを用いた新しい反応の特徴が明らかになってきた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度の研究に引き続きより多くの種類の層状化合物単相試料を合成し、PTFEとの反応を行う。得られた生成物がこれまでに単相試料の合成が困難であった化合物や、新化合物の場合には、室温から合成最適温度までの温度を段階的に変化させながらのX線回折やSEM観察を行うことによって合成メカニズムの解明を行う。さらに、得られた化合物の物性評価を行い、応用に適する機能特性の検討を行う。物性評価においては、主に本申請者が豊かな経験を有する磁性、電気輸送特性、発光特性などを中心に行う予定であるがこれらに限るものではない。また、得られた生成物がこれまでに容易に合成されてきた化合物であっても、何故そのような化合物が生成されたかを前駆体層状化合物との関連性に基づき検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成24年度に電気物性測定装置の購入を設備備品費からの支出で予定していたが、研究の進捗および納期の問題から平成25年度に購入することとなったために、平成25年度への繰越額が大きな割合を占めている。繰越額は平成25年度分請求額と合わせ、電気物性測定装置の購入に用いる予定である。また、試薬などの消耗品の購入や学会発表のために旅費への支出も予定している。
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