| 研究領域 | 水圏機能材料：環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05715
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
加藤 隆史 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70214377)
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| 研究分担者 |
牧浦 理恵 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30457436)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
190,190千円 (直接経費: 146,300千円、間接経費: 43,890千円)
2023年度: 27,430千円 (直接経費: 21,100千円、間接経費: 6,330千円)
2022年度: 26,130千円 (直接経費: 20,100千円、間接経費: 6,030千円)
2021年度: 26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
2020年度: 25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円)
2019年度: 85,540千円 (直接経費: 65,800千円、間接経費: 19,740千円)
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| キーワード | 水圏機能材料 / 液晶 / 自己組織化 / 分子集合体 / 水素結合 / 水 / 超分子 / イオンチャネル / イオンチャンネル / 機能性高分子 / 膜 / ハイブリッド材料 / 界面 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では、水を介した相互作用による精密な配列・配向制御と高度な機能発現に焦点を当て、水圏で作動する電子・イオン機能材料や、水環境合成による生分解性・軽量強靭材料を創製し、そのための基礎学理を構築する。
研究期間内では、以下のの3点を重点的に取り組む。
（1）水圏で配列し、イオンの検出・選択的な輸送および電子機能を発現する液晶分子の創製
（2）有機無機融合ナノ結晶・無機コロイド液晶の高度な配列・配向制御を通した生分解性・軽量強靭材料の創製
（3）集合体構築過程における水・材料の構造・動態の解明及び制御
このうち、（1）、（2）は領域内A03と、（3）はA02との連携により推進する。
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| 研究成果の概要 |
水圏における材料の高度機能化、すなわち水を介した相互作用による精密な配列・配向制御と高度な機能発現に焦点を当て、水圏で機能する様々な分子・分子集合体の設計・合成・制御技術を確立した。液晶分子や無機コロイド液晶が形成するナノ構造や界面における自己組織化を活用することにより、選択的な輸送機能・分離機能を発現するナノ構造水処理膜、生体分子認識機能を有する水圏界面液晶センサー、メカノ・電子機能を示す水圏有機無機ハイブリッド材料を創製した。また、これらの材料の研究を基盤として、水と材料の相互作用を活用することに関する新しい学理も創成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の学術的な特色は、水と物質の構造・機能の相関関係に立脚した新しい視点から、機能分子、たとえば、液晶・超分子・機能性高分子・分子集合体・有機無機ハイブリッド・錯体を設計・合成・構造制御する点である。すなわち、水を基にする機能分子の配列制御や、水と相互作用してイオン輸送選択性を発現する分子集合体、および水を活用する有機無機融合である。これにより、省エネルギーの合成過程で環境に調和・応答する精密構造の材料の創製が可能となった。これらを通して、「水と共生・環境と調和する」分子集合体構築法が確立された。これは人類の持続的発展のための材料構築法として、その学術的・社会的意義は大きい。
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