| 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 |
19H05716
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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 | 神奈川大学 |
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研究代表者 |
辻 勇人 神奈川大学, 理学部, 教授 (20346050)
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| 研究分担者 |
武田 洋平 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60608785)
福島 和樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (70623817)
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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 |
130,260千円 (直接経費: 100,200千円、間接経費: 30,060千円)
2023年度: 25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円)
2022年度: 26,650千円 (直接経費: 20,500千円、間接経費: 6,150千円)
2021年度: 28,210千円 (直接経費: 21,700千円、間接経費: 6,510千円)
2020年度: 30,550千円 (直接経費: 23,500千円、間接経費: 7,050千円)
2019年度: 19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円)
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| キーワード | 有機半導体 / 光機能性材料 / バイオ・環境調和高分子 / 炭素－炭素結合形成 / 有機合成化学 / 光機能性分子 / 環境応答性分子 / 光機能分子 / 炭素ー炭素結合形成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、π電子系有機分子が持つ機能を水圏で活用することに焦点をあてた水圏機能分子の合成を行う。疎水的なπ電子系分子と親水的な生体・環境調和分子を融合することにより、水圏ー非水圏界面を接続する（つなぐ）水圏機能分子の合成および基礎学理の構築を目指す。そのために、班内班間の密接な共同研究を通じて研究課題を推進する。具体的には、分子配向制御による高機能化や、先端計測やシミュレーションに基づいた、水と材料の相互作用評価により得られる知見をフィードバックすることによる高機能化を行い、水圏電子・光・イオン材料等の開発へと展開する。
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| 研究実績の概要 |
水圏機能分子の精密合成を目指して、水と調和し、水圏で機能を発揮するπ電子系分子および環境調和型高分子材料の創製を行った。最終年度として研究のまとめとすべく水圏と非水圏を「つなぐ」研究を引き続き行った。具体的な実績を以下に箇条書きで記す。
・辻とA03-1の田中求らが協力し水圏電子機能材料の開発を目指し、水－有機溶媒界面で緻密な半導体分子膜の作製に成功した。
・辻はシクロペンタ－多環芳香族炭化水素の形成反応を水中で行うことによって、従来に比べて低温かつ選択的に達成できることを見出した。
・辻が開発した発光分子と福島のバイオ・環境調和性高分子との複合化により、環境応答・調和性を有する水圏光機能高分子材料の合成をA01-2内連携として行い、第二世代材料の開発へと展開した。
・辻が開発した疎水性有機分子が水-両親媒性有機溶媒中で形成するサブマイクロメートルスケールのクラスタ形成についての研究をまとめた。A02-1瀬戸、菱田、A03-1中畑らと協働し、中性子散乱と広角X線散乱、動的光散乱を用いて階層的構造を持つことを示すとともに、構造と光機能その相関を明らかににした。これとは独立して、武田が開発した両親媒性発光分子が水中で同様の階層的構造を構築し、湿度変化に応答してレシオメトリックな発光挙動を示すことを見出した。
・福島が、A01-1加藤らと協働してバイオ機能高分子を開発し、A03-2田中賢、A02-1池本、A02-2渡辺らと連携して、生体適合性や分解に関わる水との相互作用について明らかにした。また、A02-1菱田やA03公募研究の児島らと連携して、水中で形成する会合体のサイズや形状の変化や、テラヘルツ分光測定により結合水量の増加と、薬剤担体としてがん細胞への効果も高いことが分かった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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