新規機能性分子材料の粉末回折からの電子密度レベルでの精密構造決定

• Project/Area Number: 17686003
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied materials science/Crystal engineering
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 西堀 英治 Nagoya University, 大学院・工学系研究科, 准教授 (10293672)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥30,550,000 (Direct Cost: ¥23,500,000、Indirect Cost: ¥7,050,000); Fiscal Year 2007: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2006: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2005: ¥22,620,000 (Direct Cost: ¥17,400,000、Indirect Cost: ¥5,220,000)
• Keywords: 粉末回折 / 実験室X線回折装置 / チャンネルカットモノクロメータ / 多層膜ミラー / デバイシェラーカメラ / 高分解能 / フラーレン関連物質 / 機能性有機材料

Research Abstract

最終年度となる今年度は、成果の発表を重点的に行った。口頭発表については、幸いなことに、錯体化学討論会、日本セラミックス協会シンポジウム、フラーレン・ナノチューブ学会シンポジウムの3つの学会で招待講演、特別講演の依頼を受け、成果を発表した。これらの発表における反響は大きく、幾つかの共同研究を新規に進めることにつながった。
論文発表については、この研究で開発された手法論に関する発表と、手法を適用した先端材料の構造研究の両面から進めた。特に、分子性物質のMEM解析を発展させタンパク質に適用する方法を開発した研究と遺伝的アルゴリズムによる、130原子からなる医薬品の構造決定の研究は、どちらも4誌程度の新聞にも掲載された。また、熱電変換材料CoSb2の結合形態の実験的観測、金属1次元鎖を構成する金属錯体の構造研究、さらにはHgをドープしたZn4Sb3の構造研究については、Physical Review B, Angew. Chem. Int. Ed.,Chem. Mater.など物理、化学、材料科学分野でインパクトファクターの高い一流雑誌に掲載された。
本研究で開発を進めた実験室装置についても、90Kの低温から1000Kの高温まで測定可能なシステムに、自動試料交換が可能となり、構造研究が精力的に行える環境が整った。唯一、残念だった点は、本年度の夏以降、大学の改修工事に伴い、装置を停止しなければならなかったことである。3月に再び装置を起動することができたため、今後はこの装置とSPring-8を効率的な利用により、より多くの研究成果を上げていきたい。

Research Products

• [Journal Article] Ab-initio structure determination and refinements for a pharmaceutical, Prednisolone Succinate, by the combination of Genetic Algorithm and Maximum Entropy Method from Synchrotron powder data. (2008)
  • Author(s): Eiji Nishibori, Makoto Sakata.
  • Journal Title: Journal Applied Crystallography. 41 Pages: 292-301
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of maximum-entropy maps in the accurate refinement of aputative acylphosphatase using 1.3Å X-ray diffraction data. (2008)
  • Author(s): Eiji Nishibori, Makoto Sakata.
  • Journal Title: Acta Cryst. D. 64 Pages: 237-247
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] X-ray charge density study of chemical bonding in skutterudite CoSb_3. (2007)
  • Author(s): Ohno, A, Nishibori, E. Iversen, BB.
  • Journal Title: Phys. Rev. B. 76 Pages: 64119-64119
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bent (metal)_2C_2 clusters encapsulated in (Sc_2C_2)@C_<82>(III) and (Y_2C_2)@C_<82>(III) metallofullerenes. (2006)
  • Author(s): Eiji Nishibori, Masayuki Ishihara, Masaki Takata, Makoto Sakata, Yasuhiro Ito, Takashi Inoue, Hisanori Shinohara
  • Journal Title: Chemical Physics Letters 433 Pages: 120-124
• [Journal Article] High Resolution Analysis of (Sc_3C_2)@C_<80> Metallofullerene by Third Generation SR X-ray Powder Diffraction. (2006)
  • Author(s): Eiji Nishibori, Ikuya Terauchi, Makoto Sakata, Masaki Takata, Yasuhiro Ito, Toshiki Sugi, Hisanori Shinohara
  • Journal Title: J. Phys. Chem. B. 110 Pages: 19215-19219
• [Journal Article] Single-wall carbon nanotubes encaging linear chain C_<10>H_2 polyyne molecules inside. (2006)
  • Author(s): Nishide D, Dohi H, Wakabayashi T, Nishibori E, Aoyagi S, Ishida M, Kikuchi S, Kitaura R, Sugai T, Sakata M, Shinohara H
  • Journal Title: Chemical Physics Letters 428 Pages: 356-360
• [Journal Article] A C_2 molecule entrapped in the pentagonal-dodecahedral Y_2 cage in Y_2C_2@C_<82>(III) (2006)
  • Author(s): Nishibori, E, Narioka, S, Takata, M, Sakata, M, Inoue, T, Shinohara, H
  • Journal Title: ChemPhysChem 7 Pages: 345-348
• [Journal Article] An anomalous endohedral structure of Eu@C_<82> metallofullerenes (2005)
  • Author(s): Sun, BY, Sugai, T, Nishibori, E, Iwata, K, Sakata, M, Takata, M, Shinohara, H
  • Journal Title: Angew.Chem.Int.Ed. 44 Pages: 4568-4571
• [Journal Article] Crystal structures, atomic vibration, and disorder of the type-I thermoelectric clathrates Ba_8Ga_<16>Si_<30>, Ba_8Ga_<16>Ge_<30>, Ba_8In_<16>Ge_<30>, and Sr_8Ga_<16>Ge_<30> (2005)
  • Author(s): Bentien, A, Nishibori, E, Paschen, S, Iversen, BB
  • Journal Title: Phys.Rev.B 71 Pages: 114107-114107
• [Journal Article] マキシマムエントロピー法による高性能熱電変換材料a^^^-Zn_4Sb_3の構造 (2005)
  • Author(s): 西堀英治, G.Jeffrey Snyder, Bo Brummerstedt Iversen
  • Journal Title: 日本結晶学会誌 47 Pages: 204-210
• [Journal Article] イットリウム2金属内包フラーレンにおける、2金属2炭素内包構造 (2005)
  • Author(s): 西堀英治, 成岡晋太郎, 坂田誠, 高田昌樹, 井上崇, 篠原久典
  • Journal Title: 豊田研究報告 58 Pages: 167-172
  • NAID: 40006813380
• [Presentation] 放射光粉末回折データの系統的解析に基づく金属内包フラーレンの構造 (2008)
  • Author(s): 西堀英治
  • Organizer: 第34回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム(特別講演)
  • Place of Presentation: 名城大学
  • Year and Date: 2008-03-04
• [Presentation] 放射光粉末回折による構造研究 (2007)
  • Author(s): 西堀英治
  • Organizer: 日本セラミックス協会第20回秋季シンポジウム)(招待講演)
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
  • Year and Date: 2007-09-13
• [Patent(Industrial Property Rights)] 特許 (2005)
  • Inventor(s): 坂田 誠, 西堀 英治
  • Industrial Property Rights Holder: 名古屋大学
  • Industrial Property Number: 2005-350770
  • Filing Date: 2005-12-05