| Project/Area Number |
21F20043
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
古川 修平 京都大学, 高等研究院, 教授 (90452276)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
HEALY COLM 京都大学, 高等研究院, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 金属錯体多面体 / ポリオキソメたレート / ソフトマテリアル |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題では、ポリオキソメタレート(POM)を用いて、階層的自己集合化プロセスを制御することで、新規金属錯体ソフトマテリアル(ゲルやコロイド粒子)の合成に関する研究を行う 。特に、配位結合とイオン結合を介した自己組織化過程を詳細に解明する。多段階酸化還元活性なPOMをソフトマテリアル化することで、電子機能ー機械特性が連動した新しいソフトマテリアルを創出する。酸化還元特性を利用したゲル状態での高速イオン輸送、光触媒機能などが期待され、錯体化学分野のみならず、材料科学全般に大きなインパクトを与える。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポリオキソメタレート（POM）は、金属酸化物を切り出した明確な構造を有する分子である。大きな構造変化を起こすことなく多段階の酸化還元反応を示すため、POMは電気化学、触媒、バイオ応用など幅広い分野での応用が期待されている。一方で、脆い結晶として材料形成されることから、固体デバイスへの組み込み、すなわちその応用先が制限されてきた。本研究では、POMの有用な酸化還元特性を維持したまま加工性を向上させるため、POMのソフトマテリアル、特にゲル材料創成を目指して研究を行った。
具体的には、これまで我々の研究室が世界に先駆けて開発してきた、多孔性ソフトマテリアルをプラットフォームとし、POMを連結配位子として用いる方法を用いた。これまでに、金属錯体多面体（MOP）とイミダゾールやピリジン系連結配位子を自己集合的に反応させネットワークを構築することで、階層構造を持つコロイドゲルを形成することに成功している。本課題では、POMを連結配位子として用いることで、MOPとPOMをともに有するMOPPOMネットワーク構造を形成させ、コロイドゲル化させる方法を試みた。POM連結配位子としては、バナジウムPOMであるLindqvist hexavanadateを2つのピリジン誘導体（L）で修飾した [V6O13L2]2-アニオンを合成した。
POM連結配位子とロジウムを中心金属に有する立方八面体MOPのうち、長鎖アルコキシ基もしくはヒドロキシ基を有する、C12-RhMOP、OH-RhMOPをDMF中にて反応させたところ、ゲル化することを見出した。時間分解動的光散乱測定により、そのゲル化挙動を追跡したところ、2段階プロセスによりゲル化していることが明らかになった。すなわち、コロイド形成と、ネットワーク化である。得られたゲルは、超臨界二酸化炭素で乾燥させることで、エアロゲル材料を生成することができた。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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