実践的マイクロフロー超分子科学が拓く階層性ナノマテリアルの創製

• 研究課題/領域番号: 15H03532
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料化学
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 沼田 宗典 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (70423564)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2016年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2015年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
• キーワード: 超分子制御 / 非平衡科学 / マイクロフロー / 超分子化学 / 非平衡過程 / 速度支配 / 超分子科学 / 水素結合 / 時空間制御 / 非平衡系 / 準安定構造 / 超分子重合 / ナノファイバー / 非平衡 / 非平衡開放系

研究成果の概要

マイクロ流路内の連続的な溶液の流れをマイクロサイズの精密な分子の組み立てライン（超分子プラント）として捉え、分子から機能材料に至る分子階層化を１つの流れに沿って連続的に制御していく、全く新しい時空間制御型の超分子形成システムを構築を目指した。①迅速かつ均質な溶媒拡散による分子間相互作用の瞬間的なON/OFF制御による分子間相互作用の促進、さらに②精緻なマイクロ構造体の創製および③分子集積ダイナミクスの空間制御など、マイクロフロー空間による新たな超分子制御の可能性を簡単なモデル分子を用いて実証することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Water-Induced Self-Assembly of an Amphiphilic Perylene Bisimide Dyad into Vesicles, Fibers, Coils, and Rings (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Ogasawara, X. Lin, H. Kurata, H. Ouchi, M. Yamauchi, T. Ohba, T. Kajitani, T. Fukushima, M. Numata, R. Nogami, B. Adhikari, S. Yagai
  • 雑誌名: Mater. Chem. Front. 巻: 2 号: 1 ページ: 171-179
  • DOI: 10.1039/c7qm00494j
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enhanced self-assembly abilities coupled with nano- and micro-scale non-equilibrium phenomena in flowing micro fields (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Numata, R. Nogami, A. Kitamura
  • 雑誌名: Chem Nano Mat. 巻: 4 号: 2 ページ: 175-182
  • DOI: 10.1002/cnma.201700281
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flowing microenvironment regulate the helical pitch of a semi-artificial polymer (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Numata, N. Hirose
  • 雑誌名: RSC Adv 巻: 6 号: 70 ページ: 6551965623-6551965623
  • DOI: 10.1039/c6ra12944g
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Supramolecular Chemistry in Microflow Fields: Toward A New Material World of Precise Kinetic Control (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Numata
  • 雑誌名: Chem. Asian J. 巻: 10 号: 12 ページ: 2574-2588
  • DOI: 10.1002/asia.201500555
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] マイクロ非平衡環境における超分子制御の可能性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 沼田宗典
  • 学会等名: 東京工業大学集中講義・化学科セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 流しながら集積化するマイクロフロー超分子化学の可能性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 沼田宗典
  • 学会等名: 静岡大学 ナノ・マイクロ横断型人材育成セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 非平衡マイクロ空間における会合促進効果の検証 (2017)
  • 著者名/発表者名: 北村彬智・野上梨絵・沼田宗典
  • 学会等名: 日本科学会第９７春季年会
  • 発表場所: 慶應大学日吉キャンパス（神奈川県 横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 非平衡マイクロ空間を利用した準安定構造の制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 加地 真伍・佐藤 暁子・野上 梨絵・中堂薗 拓哉・沼田 宗典
  • 学会等名: 日本科学会第９７春季年会
  • 発表場所: 慶應大学日吉キャンパス（神奈川県 横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 同時性相互作用が引き起こす超分子会合の増強と長距離秩序の創発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅井淳志・酒井良一郎・神崎千沙子・沼田宗典
  • 学会等名: 日本科学会第９７春季年会
  • 発表場所: 慶應大学日吉キャンパス（神奈川県 横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 非平衡環境がもたらす高分子間相互作用の増幅効果とそれを利用した階層性超分子構造の構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 沼田宗典
  • 学会等名: 第６６回高分子討論会
• [学会発表] マイクロ空間が拓く超分子化学の新展開 (2017)
  • 著者名/発表者名: 沼田宗典
  • 学会等名: 関西学院大学 パイスター分子制御による未来型物質変換研究拠点 ２０１７年度公開シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] “Creation of hierarchical molecular architectures in microfluidic device” (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Asai, Yuri Nishino, Munenori Numata, Eiji Nakata, Akihiko Kimura
  • 学会等名: The 7th International Symposium of Advanced Energy Science
  • 発表場所: Kyoto University, Uji Campus (Uji, Kyoto)
  • 年月日: 2016-09-05
  • 国際学会
• [学会発表] “Creation of kinetically stabilized porphyrin microfilms through synchronized hydrogen-bonding interactions in microflow” (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuri Nishino,Atsushi Asai, and Munenori Numata
  • 学会等名: 12th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments(SNCPP16)
  • 発表場所: Ritsumeikan University (Kusatsu, Shiga)
  • 年月日: 2016-06-17
  • 国際学会
• [学会発表] “Flowing microenvironments regulate the pitch of a semi-artificial helical polymer” (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoya Hirose, Takuya Nakadozono, and Munenori Numata
  • 学会等名: 12th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments(SNCPP16)
  • 発表場所: Ritsumeikan University (Kusatsu, Shiga)
  • 年月日: 2016-06-17
  • 国際学会
• [学会発表] マイクロ空間を利用した”energy input”分子集積による高活性超分子の創製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 沼田宗典・野上梨絵・佐藤暁子・中堂薗拓哉・浅井淳志
  • 学会等名: 第１４回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • 発表場所: 高知城ホール（高知県 高知市）
  • 年月日: 2016-06-04
• [学会発表] マイクロ空間内の迅速なプロトン拡散過程を利用した水素結合性ナノマテリアルの創製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西野 友里・浅井 淳志・沼田 宗典
  • 学会等名: 日本化学会第９６春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] マイクロサイズの流れによるらせん高分子のコンフォメーション制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬 直弥・中堂薗 拓哉・沼田 宗典
  • 学会等名: 日本化学会第９６春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] マイクロ空間を利用する超分子制御の可能性について (2016)
  • 著者名/発表者名: 沼田 宗典・野上 梨絵・佐藤 暁子
  • 学会等名: 日本化学会第９６春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] マイクロフロー空間を利用するπ集積過程の制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 北村 彬智・沼田 宗典
  • 学会等名: 日本化学会第９６春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] マイクロ空間を利用する超分子制御の可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 沼田宗典
  • 学会等名: 第１３回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-06-06
• [図書] Beta-Glucans, Applications, Effects and Research; Supramolecular Wrapping by Beta-(1-3)-D-Glucans toward Polysaccharide-Based Functional Materials (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Numata, K. Sugikawa, S. Haraguchi, T. Shiraki, S. Tamaru, S. Tamesue and S. Shinkai
  • 総ページ数: 57
  • 出版者: Nova Science Publishers
• [図書] Boron- Sensing, Synthesis and Supramolecular Self-Assembly; Polymer Self-Assembly Mediated by Boronic Acid (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Numata (ed. by M. Li, J. S. Fossey, and T. D. James)
  • 総ページ数: 416
  • 出版者: Royal Society of Chemistry