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プルシアンブルー系ナノ結晶の規則配列と低温界面接合による擬似的単結晶化

研究課題

研究課題/領域番号 15H03783
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 無機化学
研究機関山形大学

研究代表者

栗原 正人  山形大学, 理学部, 教授 (50292826)

研究分担者 金井塚 勝彦  山形大学, 理学部, 准教授 (50457438)
石崎 学  山形大学, 理学部, 助教 (60610334)
冨樫 貴成  山形大学, 理学部, 助教 (80510122)
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 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワードナノ結晶 / 配位高分子 / プルシアンブルー / プロトン伝導 / 溶液プロセス / 規則配列 / 界面接合 / イオン伝導 / 電子伝導 / 薄膜 / プリンテッドエレクトロニクス / 自己組織化膜
研究成果の概要

PBナノ結晶を自己組織化膜に吸着させ単粒子膜を作製した。その単粒子膜を120℃加熱し粒子間を化学接合した。ボードプロット解析から、未加熱膜では、結晶界面支配の低周波数・低プロトン伝導が、加熱膜では、その低周波数成分が消失し、高周波数・高プロトン伝導が発現した。加熱膜の超プロトン伝導(10-1 Scm-1)は、湿度依存性(保水力)においてもナフィオン膜よりも高性能だった。未加熱膜のvehicleから、低温加熱によってGrotthuss機構に変化することが分かった。この「Grain-boundary free」伝導は、ナノ結晶集合膜でありながら、疑似的単結晶膜として機能する初めての報告である。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 103.Cobalt Hexacyanoferrate Nanoparticles for Wet-Processed Brown-Bleached Electrochromic Devices with Hybridization of High-Spin/Low-Spin Phases2017

    • 著者名/発表者名
      E. Kholoud, H. Watanabe, A. Takahashi, M. Emara, B. Abd-El-Nabey, M. Kurihara, K. Tajima, and T. Kawamoto
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 5 号: 35 ページ: 8921-8926

    • DOI

      10.1039/c7tc02576a

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Grain-Boundary-Free Super-Proton Conduction of a Solution-Processed Prussian-Blue Nanoparticle Film2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Ono, Manabu Ishizaki, Katsuhiko Kanaizuka, Takanari Togashi, Teppei Yamada, Hiroshi Kitagawa, and Masato Kurihara
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 56 号: 20 ページ: 5531-5535

    • DOI

      10.1002/anie.201701759

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fine-Tunable Electronic Energy Levels of Mixed-Metal Prussian- Blue Alloy Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      Manabu Ishizaki, Kenta Ono, Kento Suzuki, Wataru Naito, Katsuhiko Kanaizuka, Tohru Kawamoto, Hisashi Tanaka, and Masato Kurihara
    • 雑誌名

      ChemNanoMat

      巻: 3 号: 5 ページ: 288-291

    • DOI

      10.1002/cnma.201700084

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A low-temperature sintered heterostructure solid film of coordination polymer nanoparticles: an electron-rectifier function based on partially oxidised/reduced conductor phases of Prussian blue2015

    • 著者名/発表者名
      Kenta Ono, Manabu Ishizaki, Shinobu Soma, Katsuhiko Kanaizuka, Takanari Togashi and Masato Kurihara
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 5 号: 117 ページ: 96297-96304

    • DOI

      10.1039/c5ra18678a

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Efficient Synthesis of Size/Controlled Open/Framework Nanoparticles Fabricated with a Micro/Mixer: Route to the Improvement of Cs/Adsorption Performance2015

    • 著者名/発表者名
      A. Takahahshi, N. Minami, H. Tanaka, K. Sue, K. Minami, D. Parajulia, K. M. Lee, S. Ohkoshi, M. Kurihara, and T. Kawamoto
    • 雑誌名

      Green Chem.

      巻: 17 号: 8 ページ: 4228-4233

    • DOI

      10.1039/c5gc00757g

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequential Structural Control of Open-Framework Nanoparticles both in Dispersion and in Film for Electrochemical Performance Tuning2015

    • 著者名/発表者名
      Kyoung-Moo Lee, A. Takahashi, H. Tanaka, K. H. Kim, M. Kawamura, Y. Abe, M. Ishizaki, M. Kurihara, and T. Kawamoto
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 88 号: 11 ページ: 1561-1566

    • DOI

      10.1246/bcsj.20150199

    • NAID

      130005108562

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 架橋欠陥プルシアンブルー及びその類似体ナノ微粒子の合成と物性2017

    • 著者名/発表者名
      須藤 輝、小野健太、石崎 学、金井塚勝彦、栗原正人
    • 学会等名
      ナノ学会 第15回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プルシアンブルー単粒子薄膜の作製とプロトン伝導評価2017

    • 著者名/発表者名
      石崎 学、小野健太、金井塚勝彦、栗原正人、山田鉄兵、北川 宏
    • 学会等名
      第二回固体化学フォーラム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 架橋欠陥プルシアンブルー及びその類似体ナノ微粒子の合成と物性2017

    • 著者名/発表者名
      須藤 輝、小野健太、石崎 学、栗原正人
    • 学会等名
      第二回固体化学フォーラム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プルシアンブルーナノ薄膜のプロトン伝導能評価2017

    • 著者名/発表者名
      石崎 学, 小野健太, 丹野弘也, 金井塚勝彦, 栗原正人, 山田鉄兵, 北川 宏
    • 学会等名
      錯体化学会 第67回討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 架橋欠陥プルシアンブルー及びその類似体ナノ微粒子の合成と物性2017

    • 著者名/発表者名
      須藤 輝・石﨑 学・金井塚勝彦・栗原正人
    • 学会等名
      錯体化学会 第67回討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 架橋欠陥プルシアンブルー及びその類似体ナノ微粒子の合成と物性2017

    • 著者名/発表者名
      須藤 輝・石﨑 学・栗原正人
    • 学会等名
      第7回CSJフェスタ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プルシアンブルー類似体のナノ空孔制御2016

    • 著者名/発表者名
      浅井幸, 髙橋顕, 栗原正人, 川本徹
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学 七隈キャンパス
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] プルシアンブルーおよびその類似体ナノ結晶塗布薄膜の伝導制御2016

    • 著者名/発表者名
      小野健太, 石崎学, 金井塚勝彦, 栗原正人
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学 七隈キャンパス
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 交互積層法を用いた界面デザインによる単一電極多色エレクトロクロミズム2016

    • 著者名/発表者名
      北條健太, 萱場裕貴, 小野健太, 石崎学, 金井塚勝彦, 近藤慎一, 栗原正人, 三ツ石方也, 松井淳
    • 学会等名
      第25回ポリマー材料フォーラム
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 半導体電極基板上に作製したプルシアンブルーナノ粒子薄膜の電気化学挙動2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木健人, 小野健太, 石崎学, 金井塚勝彦, 栗原正人
    • 学会等名
      若手研究者のための機能性材料シンポジウム2016
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] プルシアンブルー単粒子膜の作製とプロトン伝導評価2016

    • 著者名/発表者名
      小野健太, 石崎学, 金井塚勝彦, 栗原正人
    • 学会等名
      若手研究者のための機能性材料シンポジウム2016
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Oriented Prussian-blue Nanocrystalline Thin Films and Their Electrochemical Properties2015

    • 著者名/発表者名
      K. ONO, M. Ishizaki, K. Kanaizuka, M. Kurihara
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii Honolulu (アメリカ)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プルシアンブルーナノ結晶の界面接合による擬似的単結晶薄膜の機能評価2015

    • 著者名/発表者名
      小野健太、石崎 学、金井塚 勝彦、栗原正人
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] プルシアンブルーナノ結晶の内部構造制御とイオン伝導メカニズム2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木大樹・小野健太・石崎学・金井塚勝彦・栗原正人
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Mn含有量を制御したMn-Fe型プルシアンブルー類似体の電子状態2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木健人、小野健太、石崎学、金井塚勝彦、栗原正人
    • 学会等名
      錯体化学会第65回討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Oriented Prussian-blue Nanocrystalline Thin Films and the Mechanism on Their High Ion-conductivity2015

    • 著者名/発表者名
      小野健太、石崎 学、金井塚 勝彦、栗原正人
    • 学会等名
      ナノ学会 第13回大会
    • 発表場所
      東北大学 片平さくらホール
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Mn含有量を制御したMn-Fe型プルシアンブルー類似体の電子状態2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木健人、小野健太、石崎学、金井塚勝彦、栗原正人
    • 学会等名
      ナノ学会第13回大会
    • 発表場所
      東北大学 片平さくらホール
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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