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階層性と協同性をあわせもつ錯体空間材料の創成

研究課題

研究課題/領域番号 15H03785
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
研究機関京都大学

研究代表者

古川 修平  京都大学, 高等研究院, 准教授 (90452276)

研究協力者 隅田 健治  
ラルパン パトリック  
池村 周也  
カルネサンチェス アルナウ  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2015年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワード多孔性金属錯体 / 階層性 / モノリス構造 / 金属錯体 / 多孔体 / メゾスコピック / 階層構造
研究成果の概要

ゲストの吸脱着に応答して構造変化を起こす柔軟な多孔性金属錯体の3次元超構造体(モノリス構造)を合成することに成功した。モノリス構造においても柔軟性を失わず、ゲスト吸着に伴い構造変化を起こすことが明らかになった。また、力学的な応力を物質内に伝搬するため、同様の3次元超構造体を有するソフトマテリアル(ゲル)の合成にも成功した。ここでは、多孔性金属錯体を非晶質コロイド化し、それを連結したコロイドネットワークを形成することで、ゲル化していることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本成果により合成された、ゼリーように柔らかいゲル状の多孔性材料は、様々な形態に成形することが可能である。そのため、必要な場所に、必要な形で、必要な量の多孔性材料を合成することができる。これらは、今後、ガス分離膜、分離用微細管、センサーデバイスなどへと応用することが可能である。また、微小なコロイド粒子中には細孔が存在し、様々な分子(例えば蛍光分子や、薬剤など)を閉じ込めることが可能であるため、新しい薬剤運搬材料として利用することも期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 12件、 招待講演 12件)

  • [雑誌論文] Self-assembly of metal-organic polyhedra into supramolecular polymers with intrinsic microporosity2018

    • 著者名/発表者名
      Carne-Sanchez Arnau、Craig Gavin A.、Larpent Patrick、Hirose Takashi、Higuchi Masakazu、Kitagawa Susumu、Matsuda Kenji、Urayama Kenji、Furukawa Shuhei
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 2506-2506

    • DOI

      10.1038/s41467-018-04834-0

    • NAID

      120006491831

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Sol-Gel Processing of Metal-Organic Frameworks2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sumida, Kang Liang, Julien Reboul, Ilich A Ibarra, Shuhei Furukawa, Paolo Falcaro
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 29 号: 7 ページ: 2626-2645

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.6b03934

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structuralization of Ca2+-Based Metal–Organic Frameworks Prepared via Coordination Replication of Calcium Carbonate2016

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sumida, Ming Hu, Shuhei Furukawa, Susumu Kitagawa
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 55 号: 7 ページ: 3700-3705

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.6b00397

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mesoscopic superstructures of flexible porous coordination polymers synthesized via coordination replication2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sumida, Nirmalya Moitra, Julien Reboul, Shotaro Fukumoto, Kazuki Nakanishi, Kazuyoshi Kanamori, Shuhei Furukawa, Susumu Kitagawa
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 6 号: 10 ページ: 5938-5946

    • DOI

      10.1039/c5sc02034d

    • NAID

      120005753894

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Self-assembly of metal-organic polyhedra into supramolecular polymers with intrinsic microporosity2018

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Furukawa
    • 学会等名
      ICCC2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structuring of metal-organic frameworks at the mesoscale and their applications in cell biology2017

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Furukawa
    • 学会等名
      University of Granada
    • 発表場所
      Granada, Spain
    • 年月日
      2017-02-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Metal-organic frameworks towards gas biology and therapeutic applications2017

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Furukawa
    • 学会等名
      Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2017-02-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Supramolecular coordination polymerization of metal-organic polyhedra2017

    • 著者名/発表者名
      Arnau Carne-Sanchez, Gavin Craig, Patrick Larpent, Susumu Kitagawa, Kenji Urayama, Shuhei Furukawa
    • 学会等名
      Gordon Research Conference "Self-Assembly & Supramolecular Chemistry"
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Controlled release of bioactive moleculesfrom metal-organic frameworks2016

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Furukawa
    • 学会等名
      Fundamentals and Applications of Advanced Porous Materials
    • 発表場所
      Adelaide, Australia
    • 年月日
      2016-12-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photoactive metal-organic frameworks towards cell biology applications2016

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Furukawa
    • 学会等名
      9th Asian and Oceanian Photochemistry Conference
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2016-12-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coordination materials towards gas biology applications2016

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Furukawa
    • 学会等名
      42nd the International Conference on Coordination Chemistry
    • 発表場所
      Brest, France
    • 年月日
      2016-07-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 錯体機動分子による人工膜チャネル機能発現2016

    • 著者名/発表者名
      古川修平
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府、京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 多孔性配位高分子を用いたCO放出材料の感光性制御2016

    • 著者名/発表者名
      池村周也、金致源、CARNE Arnau、古川修平、北川進
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府、京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic structural transformation of porous metal-organic polyhedra assemblages2016

    • 著者名/発表者名
      LARPENT Patrick、古川修平、北川進
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府、京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Metal-organic frameworks towards gas biology applications2015

    • 著者名/発表者名
      古川修平
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2015
    • 発表場所
      ハワイ州(米国)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamic structural transformations of coordination cage assemblages2015

    • 著者名/発表者名
      LARPENT Patrick、古川修平、北川進
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2015
    • 発表場所
      ハワイ州(米国)
    • 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] Metal-organic frameworks towards gas biology and therapeutic applications2015

    • 著者名/発表者名
      古川修平
    • 学会等名
      Adelaide Nanomaterials Symposium
    • 発表場所
      アデレード(オーストラリア)
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metal-Organic Frameworks towards gas biology applications2015

    • 著者名/発表者名
      古川修平
    • 学会等名
      10thChina-Japan Joint Symposium on Metal Cluster Compounds
    • 発表場所
      福建省(中国)
    • 年月日
      2015-10-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metal-Organic Frameworks towards gas biology applications2015

    • 著者名/発表者名
      古川修平
    • 学会等名
      EURO MOF2015
    • 発表場所
      ポツダム(ドイツ)
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structuring of metal-organic frameworks towards functional extracellular scaffolds2015

    • 著者名/発表者名
      古川修平
    • 学会等名
      Young Investigator Euro MOF Symposium
    • 発表場所
      ベルリン(ドイツ)
    • 年月日
      2015-10-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metal-organic frameworks towards gas biology applications2015

    • 著者名/発表者名
      古川修平
    • 学会等名
      ICNM2015
    • 発表場所
      台北市(台湾)
    • 年月日
      2015-06-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ポーラス錯体を用いた生体膜機能の制御2015

    • 著者名/発表者名
      古川修平
    • 学会等名
      日本膜学会第37年会
    • 発表場所
      早稲田大学西早稲田キャンパス(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-05-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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