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光に応答するミクロ孔を利用した異方的能動輸送膜の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15J10616
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 有機・ハイブリッド材料
研究機関東京大学

研究代表者

黄 虎彪  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードcrystallization / topological defect / real-time observations / mass transport / Azobenzene / Metal-organic frameworks / gas soprtion / polarity / photomoduable / diffusion rate constant / Photoresponsive / MOFs / Photo-isomerization / Polarity alteration / Photoprobe / Gas adsorption
研究実績の概要

This research project in this year is originated from a serendipitous discovery. A topological defect-directed nucleation and growth of a porphyrin-based core-shell-like microstructure (PorMOF) is discovered with the aid of in situ optical microscopic observations. The key points are summarized as follows:
1.A unique crystallization pathway of a porphyrin-based crystalline microstructure with a core-shell morphology is discovered in one-pot synthesis of zinc nitrate hexahydrate, 4,4’-azopyridine (AzoPy) and 4,4’,4’’,4’’’-(porphine-5,10,15,20-tetrayl)tetrakis(benzoic acid) (2HPor) in DMF / EtOH (v / v = 3:1) in a quartz cell (1 mm × 10 mm) at 64°C.
2.The morphologies and structures of this crystalline microstructure are characterized by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and atomic force microscopy and X-ray diffraction analysis.
3.The mechanism of this crystalline microstructure formation is established based on in situ optical microscopic observations that a topological defects pinned at the center of shell crystals directs and triggers the nucleation and growth of a new crystalline phase because of a lower energy barrier.
4.Such a crystalline microstructure exhibits unique photophysical properties that the shell part imposes a remarkable impact on the fluorescence emission of the corresponding core part that locates in the center of the shell. More specifically, the shell can quench the fluorescence of the core; and if the core crystal is released from the shell part, anisotropic fluorescence emission is observed.

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Crystalline Nanochannels with Pendant Azobenzene Groups: Steric or Polar Effects on Gas Adsorption and Diffusion?2017

    • 著者名/発表者名
      Huang Hubiao、Sato Hiroshi、Aida Takuzo
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 139 号: 26 ページ: 8784-8787

    • DOI

      10.1021/jacs.7b02979

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Topological defect-directed growth of crystalline MOFs microstructure with anomalous morphological complexity2018

    • 著者名/発表者名
      Huang Hubiao、Sato Hiroshi、Aida Takuzo
    • 学会等名
      CEMS International Symposium on Supramolecular Chemistry & Functional Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Novel Porphyrin-Based Microstructure with Anisotropic Optical Properties2017

    • 著者名/発表者名
      Huang Hubiao、Sato Hiroshi、Aida Takuzo
    • 学会等名
      GRC on 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] Topological defect-directed growth of crystalline MOFs microstructure with anomalous morphological complexity2017

    • 著者名/発表者名
      Huang Hubiao、Sato Hiroshi、Aida Takuzo
    • 学会等名
      Tateshina Conference on Organic Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing polarity alterations in the crystalline micropores2016

    • 著者名/発表者名
      HUANG Hubiao; SATO Hiroshi; AIDA Takuzo
    • 学会等名
      The 96th CSJ Annual Meeting
    • 発表場所
      Doshisha University, Kyotanabe Campus (Kyotanabe-shi, Kyoto)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Crystalline Nanochannels with Pendant Azobenzene Groups: Steric or Polar Effects on Gas Adsorption and Diffusion?2016

    • 著者名/発表者名
      Hubiao Huang, Hiroshi Sato, Takuzo Aida
    • 学会等名
      5.Japan-US Seminar on Polymer Synthesis: Polymer Synthesis for a Sustainable Future
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing Polarity Alterations in Crystalline Micropores2016

    • 著者名/発表者名
      Hubiao Huang, Hiroshi Sato, Takuzo Aida
    • 学会等名
      The 96th Annual CSJ Meeting
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] On-demand Water Adsorption in Photoresponsive Metal-Organic Frameworks2015

    • 著者名/発表者名
      HUANG Hubiao; SATO Hiroshi; AIDA Takuzo
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on ‘Artificial Molecular Switches and Motors’
    • 発表場所
      Stonehill College Easton, MA, US
    • 年月日
      2015-06-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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