金属イオンドープ高分子フィルム上での多孔性有機金属錯体形成プロセスの開発

• 研究課題/領域番号: 15K05655
• 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: 無機工業材料
• 研究機関: 甲南大学
• 研究代表者: 鶴岡 孝章 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 講師 (20550239)
• 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: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 金属有機構造体 / 界面反応 / 自己組織化 / 配位結合

研究成果の概要

多孔性有機金属錯体（MOF）の構成要素である金属イオンをあらかじめ高分子フィルムにドープし、そのフィルムをMOF前駆体ならびに結晶支持基板として用いてMOF形成を行った。その結果、高分子フィルム上に選択的にMOFを形成することに成功した。また本アプローチの汎用性について評価したところ、カルボン酸をベースとした様々なMOFに適用可能であり、さらには複数の金属イオンからなる金属固溶型MOFの形成にも成功した。本結果より、MOFの自己組織化プロセスに関する知見を得ることに成功するとともに、MOF膜作製の新たな手法の開発に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Controlling the Orientation of Metal－Organic Framework Crystals by an Interfacial Growth Approach Using a Metal Ion-Doped Polymer Substrate (2018)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ohhashi, Takaaki Tsuruoka, Seiya Fujimoto, Yohei Takashima, and Kensuke Akamatsu
  • 雑誌名: Cryst. Growth Des. 巻: 18 号: 1 ページ: 402-408
  • DOI: 10.1021/acs.cgd.7b01402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal conversion between metal-organic frameworks with different crystal topologies for efficient crystal design on two-dimensional substrates (2018)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Tsuruoka, Kohei Inoue, Ayumi Miyanaga, Kaho Tobiishi, Takashi Ohhashi, Manami Hata, Yohei Takashima, Kensuke Akamatsu
  • 雑誌名: J. Cryst. Growth 巻: 487 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2018.02.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rational composition control of mixed-lanthanide metal-organic frameworks by an interfacial reaction with metal ion-doped polymer substrates (2017)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Tsuruoka, Ayumi Miyanaga, Takashi Ohhashi, Manami Hata, Yohei Takashima, Kensuke Akamatsu
  • 雑誌名: J. Solid State Chem. 巻: 253 ページ: 43-46
  • DOI: 10.1016/j.jssc.2017.05.025
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Integrated Function System Using Metal Nanoparticle@Mesoporous Silica@Metal-Organic Framework Hybrids (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ohhashi, Takaaki Tsuruoka, Kohei Inoue, Yohei Takashima, Kensuke Akamatsu
  • 雑誌名: Microporous and Mesoporous Materials 巻: 245 ページ: 104-108
  • DOI: 10.1016/j.micromeso.2017.02.074
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morphology Control of Metal－Organic Frameworks Based on Paddle-Wheel Units on Ion-Doped Polymer Substrate Using an Interfacial Growth Approach (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuruoka, K. Mantani, A. Miyanaga, T. Matsuyama, T. Ohhashi, T. Takashima, K. Akamatsu
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 32 号: 24 ページ: 6068-6073
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b01687
  • 査読あり
• [雑誌論文] Site-selective growth of metal-organic frameworks using an interfacial growth approach combined with VUV photolithography (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuruoka, T. Matsuyama, A. Miyanaga, T. Ohhashi, T. Takashima, K. Akamatsu
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 6 号: 81 ページ: 77297-77300
  • DOI: 10.1039/c6ra18340a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interfacial Synthetic Approach for Constructing Metal-Organic Framework Crystals Using Metal Ion-Doped Polymer Substrate (2016)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Tsuruoka, Misato Kumano, Koji Mantani, Tetsuhiro Matsuyama, Ayumi Miyanaga, Takashi Ohhashi, Yohei Takashima, Hideto Minami, Toyoko Suzuki, Kaori Imagawa, Kensuke Akamatsu
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: 16 号: 5 ページ: 2472-2476
  • DOI: 10.1021/acs.cgd.6b00007
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 二次元基板上での金属有機構造体の結晶交換 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鶴岡孝章、井上康平、大橋卓史、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] 金属イオン吸着高分子表面上での多孔性金属錯体の結晶成長制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 畠茉奈美、大橋卓史、鶴岡孝章、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] Controlling the Orientation of Metal-Organic Framework Crystals by an Interfacial Growth Approach Using a Metal Ion-Doped Polymer Substrate (2018)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ohhashi, Takaaki Tsuruoka, Seiya Fujimoto, Yohei Takashima, Kensuke Akamatsu
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] 固液界面反応による蛍光性金属有機構造体の作製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鶴岡孝章、宮永あゆみ、大橋卓史、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶応大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 固液界面での配位高分子形成メカニズムの解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大橋卓史、鶴岡孝章、藤本聖也、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶応大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 金属ナノ粒子＠メソポーラスシリカ＠多孔性金属錯体3層構造体の作製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大橋卓史、鶴岡孝章、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 第68回コロイドおよび界面化学討論会
• [学会発表] 金属イオンドープ高分子膜上でのMOF成長プロセスの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 畠茉奈美、鶴岡孝章、大橋卓史、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 第68回コロイドおよび界面化学討論会
• [学会発表] Orientational Contorol of Metal-Organic Frameworks Using an Interfacial Growth Approach on a Metal Ions-Doped Polymer Substrate (2017)
  • 著者名/発表者名: 大橋卓史、鶴岡孝章、藤本聖也、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 錯体化学会第67回討論会
• [学会発表] 金属イオンドープ高分子フィルム上での多孔性金属有機構造体の作製および形態制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鶴岡孝章、萬谷浩司、大橋卓史、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 錯体化学会第67回討論会
• [学会発表] Morphology Control of Metal-Organic Frameworks by and Interfacial Synthetic Approach using Metal Ion-Doped Polymer Substrates (2017)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Tsuruoka, Takashi Ohhashi, Yohei Takashima, Kensuke Akamatsu
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Hybrid Materials and Processing（HyMaP 2017）
  • 国際学会
• [学会発表] Interfacial Synthetic Approach for Constructing Metal-Organic Framework Crystals Using Metal Ion-doped Polymer Substrate (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ohhashi, Takaaki Tsuruoka, Yohei Takashima, Kensuke Akamatsu
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Hybrid Materials and Processing（HyMaP 2017）
  • 国際学会
• [学会発表] 高分子フィルム上での相互嵌入型MOFの合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 濵上留帆、大橋卓史、鶴岡孝章、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 第19回関西表面技術フォーラム
• [学会発表] 結晶変換による金属有機構造体の形態デザイン (2017)
  • 著者名/発表者名: 井上康平、大橋卓史、鶴岡孝章、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 第19回関西表面技術フォーラム
• [学会発表] 二次元基板上での金属有機構造体の配向制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤本聖也、大橋卓史、鶴岡孝章、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 第19回関西表面技術フォーラム
• [学会発表] 固液界面における蛍光性金属有機構造体の作製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮永あゆみ、鶴岡孝章、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 第18回関西表面技術フォーラム
  • 発表場所: 甲南大学（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2016-11-17
• [学会発表] Interfacial Synthetic Approach for Constructing Metal-Organic Framework Crystals Using Metal Ion-Doped Polymer Substrate (2016)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Tsuruoka, Misato Kumano, Koji Mantani, Takashi Ohhashi, Yohei Takashima, Kensuke Akamatsu
  • 学会等名: 錯体化学会第66回討論会
  • 発表場所: 福岡大学（福岡県・福岡市）
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] Selective Growth of Metal-Organic Frameworks on Metal Nanoparticles for Constructing Hybrid Nanostructures (2016)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Tsuruoka
  • 学会等名: EMN Meeting on Nanparticles
  • 発表場所: Peninsula Excelsior Hotel, Singapore
  • 年月日: 2016-05-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Synthesis of Hierarchically Metal Nanoparticle/Mesoporous Silica/Metal-Organic Frameworks Nanostructures (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ohhashi, Takaaki Tsuruoka, Yohei Takashima, Kensuke Akamatsu
  • 学会等名: EMN Meeting on Nanparticles
  • 発表場所: Peninsula Excelsior Hotel, Singapore
  • 年月日: 2016-05-09
  • 国際学会
• [学会発表] Selective Growth of Metal-Organic Frameworks on Metal Nanoparticles for Constructing Hybrid Nanostructures (2016)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Tsuruoka
  • 学会等名: EMN Meeting on Nanoparticles
  • 発表場所: PENINSULA EXCELSIOR Hotel, Sigapore
  • 年月日: 2016-05-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 階層的に機能化された機能性無機ナノ結晶/多孔性有機金属錯体複合材料の創製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大橋卓史、鶴岡孝章、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京都府・京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 固液界面における多孔性金属有機構造体の作製および形態制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鶴岡孝章、萬谷浩司、松山哲大、宮永あゆみ、山田陸登、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京都府・京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 金属イオンドープ高分子上での部位選択的MOF薄膜の作製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松山哲大、萬谷浩司、鶴岡孝章、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京都府・京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Selective growth of metal-organic frameworks at solid/liquid interfaces (2016)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Tsuruoka
  • 学会等名: The 3rd International Symposium for Green-Innovation Polymers (GRIP2016)
  • 発表場所: Japan Adavanced Institute of Science and Technology (Ishikawa・Nomi）
  • 年月日: 2016-03-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 構造制御可能でかつ汎用性に優れた無機ナノ結晶/MOF複合ナノ結晶創製技術の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大橋卓史、鶴岡孝章、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 錯体化学会第64回討論会
  • 発表場所: 奈良女子大学（奈良県・奈良市）
  • 年月日: 2015-09-21
• [学会発表] 金属イオンドープ材料上での優先的多孔性有機金属構造体成長 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鶴岡孝章
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2015-09-15
  • 招待講演
• [学会発表] 金属イオンドープ高分子フィルム上での多孔性有機金属構造体薄膜成長 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鶴岡孝章、熊野未里、松山哲大、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 第66回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県・鹿児島市）
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] 金属イオンドープ高分子フィルム上での部位選択的MOF薄膜の作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松山哲大、熊野未里、鶴岡孝章、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 第66回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県・鹿児島市）
  • 年月日: 2015-09-10
• [備考] 甲南大学フロンティアサイエンス学部・ナノ材料科学研究室
  • URL: http://www.konan-u.ac.jp/hp/FIRST_nanomaterials/