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バイオミネラリゼーションに倣う有機分子/水酸化コバルト複合体の作製

研究課題

研究課題/領域番号 10J09763
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 高分子化学
研究機関東京大学

研究代表者

梶山 智司  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードバイオミネラリゼーション / 有機無機複合体 / 薄膜 / 結晶成長 / 無機/有機複合体 / 結晶成長制御 / 有機高分子 / 遷移金属水酸化物
研究概要

生体内で形成されるバイオミネラルに倣い、温和な条件下で新規無機/有機複合体を作製することを目的とする。生体内と同様に有機高分子は無機イオン、無機結晶と相互作用し、その結晶成長を制御することを見出している。
同時に、有機高分子が無機結晶と複合化することで、それぞれ単独では成し得ない機能を発現することがある。この点に着目して、温和な条件下で有機高分子を用いて、無機結晶の結晶成長制御を行うと同時に複合化させて、新しい有機無機複合体材料の作製を試みた。本年度では、新しい結晶成長手法の開発とそれを用いた様々な無機結晶/有機高分子複合体薄膜の作製を行った。
これまでのアンモニア蒸気を用いてコバルト化合物の結晶成長制御を行ってきた。今年度は、アンモニア蒸気を用いてマンガン化合物の結晶成長を行った。得られた結晶は特異な形状を有しており、こうした手法が他の遷移金属化合物についても有用であることを見出した。
また、さらなる無機結晶の構造制御や他の無機化合物への応用を指向して、新しい有機高分子/無機化合物複合体の作製手法を開発した。高濃度水溶性高分子存在下でカルシウム塩と炭酸塩を混ぜると一時的に結晶化が抑制される。この溶液に有機高分子マトリクスを浸漬することで、炭酸カルシウム/有機高分子複合体薄膜を作製した。
また、このような現象は炭酸カルシウムに限らず用いる高分子や有機物を選択することで、他の無機化合物へと応用が可能であった。このように様々な結晶の構造制御および薄膜化を可能することに成功し、温和な条件下における機能性有機無機複合体の作製をその緻密な構造制御の達成に向けて、非常に意義深い結果を得た。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Formation of Rectangular Plate-like α-MnOOH and Sheet-like γ-MnOOH by Slow Diffusion of Ammonia Vapor2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kajiyama, Hiromu Kumagai, Tatsuya Nishimura, Takashi Kato
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 42 号: 4 ページ: 341-343

    • DOI

      10.1246/cl.121233

    • NAID

      10031162166

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CaCO_3/Chitin hybrids : recombinant acidic peptides based on a peptide extracted from exoskeleton of a crayfish controls the structures of the hybrids2012

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Kumagai, Ryou Matsunaga, Tatsuya Nishimura, Yuya Yamamoto, Satoshi Kajiyama, Yuya Oaki, Kei Akaiwa, Hirotaka Inoue, Hiromichi Nagasawa, Kohei Tsumoto, Takashi Kato
    • 雑誌名

      Faraday Discussions

      巻: 159 ページ: 483-494

    • DOI

      10.1039/c2fd20057k

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオミネラリゼーション研究の応用-材料科学2010

    • 著者名/発表者名
      西村達也、梶山智司、加藤隆史
    • 雑誌名

      生物の科学遺伝

      巻: 64 ページ: 48-53

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] バイオミネラリゼーションに学ぶハイブリッド材料2010

    • 著者名/発表者名
      梶山智司、西村達也、加藤隆史
    • 雑誌名

      機能材料

      巻: 30 ページ: 23-28

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Thin-film formation polymer/CaCO_3 composites from amorphous calcium carbonate solution2013

    • 著者名/発表者名
      梶山智司・西村達也・坂本健・加藤隆史
    • 学会等名
      The 7th International Forum on Chemistry of Functional Organic Chemicals (IFOC-7)
    • 発表場所
      東京大学(東京都)(発表確定)
    • 年月日
      2013-11-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 非晶結晶転移の制御による有機高分子/無機結晶複合体薄膜の形成2013

    • 著者名/発表者名
      梶山智司・西村達也・坂本健・大槻主税・加藤隆史
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 有機高分子の効果による炭酸カルシウムおよび炭酸ストロンチウム薄膜の形成と配向誘起2011

    • 著者名/発表者名
      梶山智司、西村達也、加藤隆史
    • 学会等名
      第1回CSJ化学フェスタ2011
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2011-11-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 酸性高分子を用いた炭酸カルシウムおよび炭酸ストロンチウム結晶の形態制御2011

    • 著者名/発表者名
      梶山智司、西村達也、加藤隆史
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 年月日
      2011-09-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Morphological and orientational control of transition metal hydroxides by using soluble polymers and organic matrices2010

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kajiyama, Yuya Oaki, Tatsuya Nishimura, Takashi Kato
    • 学会等名
      2010 The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      ホノルル(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2010-12-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有機高分子/水酸化コバルト複合体薄膜の形成2010

    • 著者名/発表者名
      梶山智司、緒明佑哉、西村達也、加藤隆史
    • 学会等名
      第59回高分子討論会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2010-09-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有機高分子テンプレートを用いる水酸化コバルトの薄膜化と構造制御2010

    • 著者名/発表者名
      梶山智司、緒明佑哉、西村達也、加藤隆史
    • 学会等名
      第59回高分子年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2010-05-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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