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らせんナノファイバーテクノロジーの実現

研究課題

研究課題/領域番号 14J07277
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 機能物性化学
研究機関東北大学

研究代表者

吉井 祐弥  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード水素結合 / 配列制御 / らせん構造 / プロトン移動 / 次元性制御 / 酒石酸 / アニリン / イオン性結晶
研究実績の概要

導電性や強誘電性などの機能性を有し、分子の自己組織化により簡便に作製可能な「イオン性らせんファイバー」の実現とラセン構造を誘起させるメカニズムの考察および機能性の評価を研究目標とした。これまでの研究で、分子間プロトン移動型の有機のイオン性化合物を用いたらせん構造の誘起には、分子への不斉点導入とカチオン-アニオンの配列規則が重要であることを見出してきた。
上記の研究において、らせん構造とは別の観点で考察を行うと、イオン性分子集合体において配列制御を目的として用いられるアルキル化合物に対するハロアニリニウム誘導体の代替分子としての可能性が伺える。本研究ではアニリニウム誘導体に対してハロゲン置換基の種類や位置の変化によってアルキル化合物と類似の役割を付加することに成功した。このことから、ハロアニリニウム誘導体の有用性についてさらなる検討を行うため、これまで着手されてこなかったリン酸アニオンを用いたイオン性分子結晶における配列制御の実現とそれに伴うプロトン伝導度の相関について検討を行った。結果、カウンターカチオンの交換により、リン酸アニオンは一次元構造から二次元構造に至る段階的なネットワーク構造を形成し、最大伝導度は10-6 ~10-3 S cm-1で変化し、伝導度は構造に強く依存することが明らかとなった。また、以上よりハロアニリニウム誘導体が酒石酸以外のアニオン分子に対しても分子配列制御において有用であることが示された。
以上より本研究を通して、ハロアニリニウム誘導体を用いた新たな分子配列制技術の提案を行うことができた。また、分子ダイナミクス制御への展開が可能とな系としてイミダゾリウムが有用であり、置換基導入などによりさらに発展可能な系であることを示した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Crystal-to-crystal structural transformation of hydrogen-bonding molecular crystals of (imidazolium)(3-hydroxy-2-quinoxalinecarboxylate) through H2O adsorption-desorption2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshii, Y.; Sakai, K.; Hoshino, N.; Takeda, T.; Noro, S.; Nakamura, T.; Akutagawa, T.
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 17 号: 31 ページ: 5962-5969

    • DOI

      10.1039/c4ce02519a

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protonic Conductivity and Hydrogen Bonds in (Haloanilinium)(H2PO4) Crystals2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshii, Y.; Hoshino, N.; Takeda, T.; Akutagawa, T.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 119 号: 36 ページ: 20845-20854

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b06665

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Formation of Organogels and Helical Nanofibers from Simple Organic Salts2014

    • 著者名/発表者名
      Yuya Yoshii, Norihisa Hoshino, Takashi Takeda, Hiroki Moritomo, Jun Kawamata,Takayoshi Nakamura, Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 20 号: 49 ページ: 16279-16285

    • DOI

      10.1002/chem.201404043

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] (Halo-anilinium)(H2PO4)塩における水素結合構造の次元性とプロトン伝導挙動の相関2015

    • 著者名/発表者名
      吉井祐弥、星野哲久、武田 貴志、芥川智行
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会2015
    • 発表場所
      東京、東京工業大学・大岡山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Crystal-to-Crystal Structural Transformation of (Imidazolium)(3-Hydroxy-2-quinoxalinecarboxylate) through H2O Adsorption-Desorption2015

    • 著者名/発表者名
      吉井祐弥、坂井賢一、星野哲久、武田貴志、野呂真一郎、中村貴義、芥川智行
    • 学会等名
      The 5th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC5)
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      2015-07-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] (Imidazolium)(3-Hydroxy-2-quinoxalinecarboxylate)結晶の水吸脱着に伴う構造相転移2015

    • 著者名/発表者名
      吉井祐弥、坂井賢一、星野哲久、武田貴志、野呂真一郎、中村貴義、芥川 智行
    • 学会等名
      日本化学会第95春年会
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アニリニウム誘導体とリン酸アニオンから成る水素結合性分子結晶の構造とプロトン伝導挙動2014

    • 著者名/発表者名
      吉井祐弥、武田貴志、星野哲久、芥川智行
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会2014 東広島
    • 発表場所
      東広島
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] リン酸塩から成る水素結合性分子結晶の固相プロトン伝導に関する検討2014

    • 著者名/発表者名
      吉井 祐弥、武田貴志、星野哲久、芥川智行
    • 学会等名
      日本化学会「低次元系光機能材料研究会」第3回サマーセミナー
    • 発表場所
      佐渡
    • 年月日
      2014-09-02 – 2014-09-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Intrinsic Proton Conductor of Hydrogen-Bonding Molecular Crystals of o-Fluoroanilinium-Phosphate2014

    • 著者名/発表者名
      吉井 祐弥、武田貴志、星野哲久、芥川智行
    • 学会等名
      international conference on science and technology of synthetic metals 2014 (ICSM2014)
    • 発表場所
      フィンランド、トゥルク
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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