ナノポーラス液晶を鋳型とする機能性ナノ周期組織の創製

• 研究課題/領域番号: 15K05473
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物性化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 河野 慎一郎 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (10508584)
• 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: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 液晶 / 大環状化合物 / 自己組織化 / 超分子 / ナノ空間 / マクロサイクル

研究成果の概要

液体の「流動性」と固体の「異方性」を併せ持つ液晶の中に、特定のサイズや形状、化学的性質を持つ空間を創出することすることで、外部刺激に応じて鋭敏かつ可逆的に応答するソフトなポーラスマテリアルとして新規な機能性材料を生み出すことが期待される。本研究では、一義的な空孔を持つ液晶性大環状金属錯体からなるチューブ型超分子組織を鋳型として、固体基板上に自在かつ高度に配向組織化した半導体性ナノ構造を構築し、数10-6mから数mmの広範囲なドメインで周期構造を持つ分子組織の構築を行った。その結果、液晶性チューブ型超分子組織の内部空孔の拡張や、大環状化合物を用いた2次元ナノ周期構造の構築に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Columnar Liquid-Crystalline Macrocycles Synthesized via Metal Ion-Assisted Self-Assembly (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawano Shin-ichiro、Murai Takafumi、Harada Takahiro、Tanaka Kentaro
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 57 号: 7 ページ: 3913-3919
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b00046
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Columnar Liquid Crystals from a Giant Macrocycle Mesogen (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawano Shin-ichiro、Kato Masahiro、Soumiya Shinya、Nakaya Masato、Onoe Jun、Tanaka Kentaro
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 57 号: 1 ページ: 167-171
  • DOI: 10.1002/anie.201709542
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Solid-State NMR Study of Dynamic Properties of a Columnar Liquid Crystalline Macrocycle (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawano Shin-ichiro、Tanaka Kentaro
  • 雑誌名: Bulletin of Chemical Society Japan 巻: 90 号: 7 ページ: 826-830
  • DOI: 10.1246/bcsj.20170047
  • NAID: 130005773713
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Self-Assembled Synthesis and Liquid Crystalline Property of Metallomacrocycle Composed of Naphthalenedihydroxamate and Cu2+ Ions (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Kawano, H. Inada, and K. Tanaka
  • 雑誌名: Chem.Lett. 巻: 45 号: 9 ページ: 1105-1107
  • DOI: 10.1246/cl.160577
  • NAID: 130005549117
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Metal-Ion-Induced Switch of Liquid Crystalline Orientation of Metallomacrocycles (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Kawano, T. Hamazaki, A. Suzuki, K. Kurahashi, and K. Tanaka
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 22 号: 44 ページ: 15674-15683
  • DOI: 10.1002/chem.201601941
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Columnar Liquid-Crystalline Metallomacrocycles (2015)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Kawano, Yukari Ishida, Kentaro Tanaka
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 137 号: 6 ページ: 2295-2302
  • DOI: 10.1021/ja510585u
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Inclusion of Tetraalkylammonium Ions as a Guest into a Columnar Liquid Crystal Made of a Macrocycle Consisting of Carbazole and Salphen (2018)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Kawano, Chinatsu Kobayashi, Kentaro Tanaka
  • 学会等名: The 98th CSJ Annual Meeting
• [学会発表] ジインドロカルバゾールとサルフェンからなる共役型巨大大環状化合物ホストによるマルチカルボン酸ゲストの分子認識 (2018)
  • 著者名/発表者名: 坂田卓也、河野慎一郎、田中健太郎
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] 大環状化合物を積層したカラムナー液晶へのゲスト分子の導入と配向化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 冨田恭平、 河野慎一郎、 田中健太郎
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] Paddle Wheel型金属錯体を基にした正方形型大環状金属錯体の重層による一次元金属－有機構造体（1D MOF）の創製 (2018)
  • 著者名/発表者名: 米澤俊平、 河野慎一郎、 田中健太郎
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] Synthesis and Structure of a Giant Macrocycle Composed of Diindolocarbazole and Salphen (2017)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Kawano, Masahiro Kato, Shinya Soumiya, Takuya Sakata, Masato Nakaya, Jun Onoe, Kentaro Tanaka,
  • 学会等名: 97th National Meeting of the Chemical Society of Japan
  • 発表場所: 慶應義塾大学 日吉キャンパス
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] メソ位に窒素を導入したポルフィリンmeso-Tetra(N-carbazolyl)porphyrinおよびその金属錯体の合成と性質 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河田紗英、河野慎一郎、田中健太郎
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学 日吉キャンパス
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Drastic Phase Behavior of Liquid Crystalline Macrocyclic Compound induced by Metal Complexation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Kawano, Takashi Hamazaki, Atsushi Suzuki, Kentaro Tanaka
  • 学会等名: 統合物質創製化学研究推進機構 第2回国内シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2017-01-26
• [学会発表] Specific Encapsulation of C70 in Supramolecular Cages Consisted of Macrocyclic Tetranuclear Zn complexes and DABCOs (2017)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Kawano, Fukushima Tomoaki, Kentaro Tanaka
  • 学会等名: The 67th Conference of Japan Society of Coordination Chemistry
• [学会発表] Columnar Liquid Crystalline Macrocycles and the Host-guest Complexes (2017)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Kawano, Kentaro Tanaka
  • 学会等名: International ERATO Itami Molecular Nanocarbon Symposium 2017 “The Power of Carbon-based Materials”
  • 国際学会
• [学会発表] Self-assembly of Metallomacrocycles (2017)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Kawano
  • 学会等名: JSPS CtC/Leverhulme Trust 6th Joint Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 内径 2.5 nm の共役型ジャイアントマクロサイクルをホストとした分子認識 (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂田卓也、河野慎一郎、田中健太郎
  • 学会等名: 錯体化学若手研究会「錯体化学若手の会夏の学校2017」
• [学会発表] 大環状化合物を用いたキラルなナノ反応場の構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木内翼、河野慎一郎、田中健太郎
  • 学会等名: 錯体化学若手研究会「錯体化学若手の会夏の学校2017」
• [学会発表] 大環状化合物の形成を基にした多孔性共役単分子膜の構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三輪貴也、河野慎一郎、田中健太郎
  • 学会等名: 錯体化学若手研究会「錯体化学若手の会夏の学校2017」
• [学会発表] 内径2.5 nmの共役型ジャイアントマクロサイクルをホストとした分子認識 (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂田卓也、河野慎一郎、田中健太郎
  • 学会等名: 錯体化学会第67回討論会
• [学会発表] 5,10,15,20-tetrakis(N-carbazolyl)porphyrin とその金属錯体の構造と特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河田紗英、河野慎一郎、田中健太郎
  • 学会等名: 錯体化学会第67回討論会
• [学会発表] 大環状化合物をからなるカラムナー液晶とソフトなナノ空間の構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河野慎一郎, 田中健太郎
  • 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
  • 年月日: 2016-11-10
• [学会発表] Thermoropic Columnar Liquid Crystalline Macrocycles and Inclusion of Tetraalkylammonium Ions as Guest (2016)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Kawano, Takahiro Taki, Masahiro Kato, Kentaro Tanaka,
  • 学会等名: The 65th Conference of Japan Society of Coordination Chemistry
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] meso-Tetrakis(N-carbazolyl)porphyrin の合成と評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河田紗英、河野慎一郎、田中健太郎
  • 学会等名: 錯体化学会第66回討論会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] Molecular Motion in Columnar Liquid-Crystalline Phases and 2D Crystallization of Tetrasalphen Macrocycle (2016)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Kawano, Masato Nakaya, Jun Onoe, Kentaro Tanaka (口頭英語)
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学, 京都
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] ソフトな包接場を目指したカラムナー液晶性を示す大環状化合物の構造評価と動的挙動 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河野慎一郎 (口頭日本語)
  • 学会等名: 第17回 固体NMR技術交流会
  • 発表場所: 日本電子株式会社東京事務所, 東京
  • 年月日: 2016-03-16
  • 招待講演
• [学会発表] ソフトなナノ空間構築のためのカラムナー液晶性大環状化合物とその集積制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河野慎一郎
  • 学会等名: 統合物質創製化学研究推進機構キックオフシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] Layering of metallomacrocycles with bridging ligands to develop nanospaces (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Fukushima, Shin-ichiro Kawano, Kentaro Tanaka
  • 学会等名: 統合物質創製化学研究推進機構キックオフシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Synthsis of meso-tetra(N-carbazolyl)porphyrin (2016)
  • 著者名/発表者名: Sae Kawada, Shin-ichiro Kawano, Kentaro Tanaka
  • 学会等名: 統合物質創製化学研究推進機構キックオフシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Liquid crystalline metallomacrocycles toward soft materials with nanospaces (2015)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Kawano, Centro Tanaka (口頭英語)
  • 学会等名: THE INTERNATIONAL CHEMICAL CONGRESS OF PACIFIC BASIN SOCIETIES 2015 (Pacifichem 2015)
  • 発表場所: Hawai, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] 温度可変固体NMRを用いたカラムナー液晶性を示す大環状化合物の動的挙動 (ポスター発表) (2015)
  • 著者名/発表者名: 河野慎一郎, 田中健太郎
  • 学会等名: 第58回 固体NMR・材料フォーラム
  • 発表場所: 高知大学, 高知
  • 年月日: 2015-10-22
• [学会発表] Guest Inclusion into Nanospaces of Metallomacrocycles toward Nanoporous Liquid Crystalline Materials (口頭英語) (2015)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Kawano, Masahiro Kato, Kentaro Tanaka
  • 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, 奈良
  • 年月日: 2015-09-21
• [備考] 河野慎一郎
  • URL: http://supra.chem.nagoya-u.ac.jp/TanakaLab/Dr.S.Kawano.html
• [備考] 河野慎一郎_Google Scholar
  • URL: https://scholar.google.com/citations?user=FAtOS_0AAAAJ&hl=en
• [備考] Dr.S.Kawano
  • URL: http://supra.chem.nagoya-u.ac.jp/TanakaLab/Dr.S.Kawano.html