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フラーレン包接結晶条件の最適化を利用したプロセス構築

研究課題

研究課題/領域番号 16H04561
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 反応工学・プロセスシステム
研究機関崇城大学

研究代表者

草壁 克己  崇城大学, 工学部, 教授 (30153274)

研究分担者 櫻木 美菜 (水谷美菜)  崇城大学, 工学部, 准教授 (90646829)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2016年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード機能性材料 / 多孔質材料 / 結晶材料 / 両親媒性 / ナノ孔 / 固体蛍光物質 / ナノリアクター / オリゴマー / フラーレン / 両親媒性ナノ孔結晶 / 包接化合物 / 蛍光特性 / シクロデキストリン / 多孔質有機結晶 / 両親媒性ナノ孔 / 金属有機構造体 / 多孔質結晶 / 晶析 / ナノ粒子 / 蛍光 / ナノチューブ・フラーレン / 反応・分離工学 / 太陽電池 / 複合材料・物性 / 結晶成長
研究成果の概要

多孔質ナノ孔結晶であるシクロデキストリン系金属有機構造体の親水性あるいは疎水性ナノ孔内に、それぞれ水溶性ポルフィリンと疎水性分子であるフラーレンC60を導入する方法を確立した。蛍光性分子であるフルオレセインとローダミンBを同時に導入すると、蛍光共鳴エネルギー移動が観察され、両分子が高分散で近接していることが明らかになった。最後に、導入したチオフェン化合物の酸化的重合を行うと、重合が進展せずに5量体以下のオリゴマーが生成することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電子材料として注目されるC60の孤立、水溶化法としてCD-MOF内のナノ孔への導入法が確立され、今後C60の触媒分野や医薬分野への応用が期待できる。また、CD-MOFは欠陥がなく結晶性が高いので、物質合成のためのナノリアクターとして機能する。本研究では重合反応によりオリゴマーの合成を行ったが、サイズが2nm以下の貴金属ナノクラスターや非晶質金属酸化物ナノクラスターなどの超機能性材料の合成が可能である。

報告書

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

    (41件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 17件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Encapsulation of Isolated C60 Molecules in a Cyclodextrin-based Metal-Organic Framework2018

    • 著者名/発表者名
      A. Nagai, S. Tsutsumi, W. Michida, M. Sakuragi, K. Mizuki, K. Kusakabe
    • 雑誌名

      JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN

      巻: 51 号: 7 ページ: 615-619

    • DOI

      10.1252/jcej.17we333

    • NAID

      130007401909

    • ISSN
      0021-9592, 1881-1299
    • 年月日
      2018-07-20
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] シクロデキストリン系金属有機構造体中のフルオレセインとローダミンBの蛍光特性2018

    • 著者名/発表者名
      道田 航, 永井杏奈, 酒村知至, 櫻木美菜, 水城圭司, 草壁克己
    • 雑誌名

      化学工学論文集

      巻: 44 号: 3 ページ: 161-165

    • DOI

      10.1252/kakoronbunshu.44.161

    • NAID

      130006742937

    • ISSN
      0386-216X, 1349-9203
    • 年月日
      2018-05-20
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adsorption behavior of aromatic carboxylic acids on a cyclodextrin-based metal-organic framework2018

    • 著者名/発表者名
      A. Nagai, W. Michida, M. Sakuragi, M. Nishida, G. Guan, K. Kusakabe
    • 雑誌名

      International Journal of Biomass & Renewables

      巻: 1 ページ: 17-23

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polymerization of 3,4-Ethylenedioxythiophene in Cyclodextrin-Based Metal-Organic Framework2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Michida, Anna Nagai, Mina Sakuragi, Katsuki Kusakabe
    • 雑誌名

      Crystal Research and Technology

      巻: - 号: 4

    • DOI

      10.1002/crat.201700142

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] シクロデキストリン系金属有機構造体中のフルオレセインとローダミンBの蛍光特性2018

    • 著者名/発表者名
      道田 航、永井杏奈、酒村知至、櫻木美菜、水城圭司、草壁克己
    • 雑誌名

      化学工学論文集

      巻: -

    • NAID

      130006742937

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Encapsulation of Isolated C60 Molecules in Cyclodextrin-based Metal-Organic Framework2018

    • 著者名/発表者名
      Anna Nagai, Shinsuke Tsutsumi, Wataru Michida, Mina Sakuragi, Keiji Mizuki, Katsuki Kusakabe
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering Japan

      巻: -

    • NAID

      130007401909

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Mesoporous Titania by a Sol-gel Method in a Deep Eutectic Solvents2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuki Kusakabe, Yuki Mitsutake, Wataru Michida, Mina Sakuragi
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering Japan

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adsorption behavior of aromatic carboxylic acids on a cyclodextrin-based metal-organic framework2018

    • 著者名/発表者名
      Anna Nagai, Wataru Michida, Mina Sakuragi, Masashi Nishida, Guoqing Guan, Abuliti Abudula, Katsuki Kusakabe
    • 雑誌名

      International Journal of Biomass & Renewals

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Growth of Cyclodextrin-based Metal-organic Framework for Carbon Dioxide Capture and Separation2016

    • 著者名/発表者名
      Ton Kar Yan, Anna Nagai, Wataru Michida, Katsuki Kusakabe, Suzana binti Yusup
    • 雑誌名

      Procedia Engineering

      巻: 148 ページ: 30-34

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 多孔質結晶のナノ孔内でのパラジウムの合成とその複合触媒を用いたスズキカップリング反応2018

    • 著者名/発表者名
      千本皓祐,永井杏奈,道田航,櫻木美菜,草壁克己
    • 学会等名
      第55回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 共役電子系分子で合成したナノ孔結晶2018

    • 著者名/発表者名
      永井杏奈, 道田 航, 櫻木美菜, 草壁克己
    • 学会等名
      第29回化学工学会九州支部若手エンジニアリング討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CD-MOF内での導電性ポリマーの合成2018

    • 著者名/発表者名
      長尾啓史, 道田 航, 櫻木美菜, 草壁克己
    • 学会等名
      第29回化学工学会九州支部若手エンジニアリング討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Pdナノクラスター/CD-MOFによるスズキカップリング反応2018

    • 著者名/発表者名
      千本皓祐, 道田 航, 櫻木美菜, 草壁克己
    • 学会等名
      第29回化学工学会九州支部若手エンジニアリング討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] New Porous Materials for Nano-chemical Engineering2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kusakabe
    • 学会等名
      8th SOJO-UTP Joint Seminar on Nano and Bio Research
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノリアクターとしての有機ナノ孔結晶2018

    • 著者名/発表者名
      草壁克己、道田 航、永井杏奈、櫻木美菜
    • 学会等名
      化学工学会第50回 秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 金システィン錯体を導入したCD-MOFの蛍光特性2018

    • 著者名/発表者名
      道田 航、永井杏奈、櫻木美菜、草壁克己
    • 学会等名
      化学工学会第50回 秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 機能性分子を導入したCD-MOFを用いた有機反応の特性2018

    • 著者名/発表者名
      永井杏奈、道田 航、櫻木美菜、草壁克己
    • 学会等名
      化学工学会第50回 秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CD-MOF内での導電性ポリマーの合成2018

    • 著者名/発表者名
      長尾啓史、道田 航、櫻木美菜、草壁克己
    • 学会等名
      化学工学会第50回 秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Pdナノクラスター/CD-MOFによるスズキカップリング反応2018

    • 著者名/発表者名
      千本皓祐、道田 航、櫻木美菜、草壁克己
    • 学会等名
      化学工学会第50回 秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The flow reactor finally stopped flowing2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kusakabe
    • 学会等名
      KIChE 2018 Autumn Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Polymerization of thiophene compounds in nanochannel of CD-MOF2018

    • 著者名/発表者名
      K. Nagao, W. Michida, M. Sakuragi, K. Kusakabe
    • 学会等名
      31st International Symposium on Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reduction of nitrobenzene over Ni/C60@CD-MOF composite catalyst2018

    • 著者名/発表者名
      A. Nagai, W. Michida, M. Sakuragi, K. Kusakabe
    • 学会等名
      31st International Symposium on Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Au nanocluster in CD-MOF for detecting aromatic nitro compounds2018

    • 著者名/発表者名
      W. Michida, A. Nagai, M. Sakuragi, K. Kusakabe
    • 学会等名
      31st International Symposium on Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recrystallization behavior of CD-MOF in methanol2017

    • 著者名/発表者名
      Anna Nagai, Keishi Nagao, Wataru Michida, Mina Sakuragi, Katsuki Kusakabe
    • 学会等名
      30th International Symposium on Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Encapsulation of large molecules in cyclodextrin-based metal-organic framework2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuki Kusakabe, Wataru Michida, Anna Nagai, Mina Sakuragi
    • 学会等名
      2017Korea/Japan/Taiwan Chemical Engineering Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シクロデキストリン系金属有機構造体中での3,4-エチレンジオキシチオフェンの重合2017

    • 著者名/発表者名
      道田 航、永井杏奈、櫻木美菜、草壁克己
    • 学会等名
      化学工学会第47回 秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Polymerization of 3,4-Ethylenedioxythiophene in Cyclodextrin-based Metal-Organic Framework2017

    • 著者名/発表者名
      Wataru Michida, Anna Nagai, Mina Sakuragi, Katsuki Kusakabe
    • 学会等名
      Asian Pacific Conference on Chemical Engineering 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystallization of α-CD/KOH/H3BO3 solution by vapor diffusion method2017

    • 著者名/発表者名
      Keishi Nagao, Anna Nagai, Wataru Michida, Mina Sakuragi, Katsuki Kusakabe
    • 学会等名
      7th SOJO-UTP Joint Seminar on Nano and Bio Research
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蒸気拡散法によるα-CD/KOH/H3BO3水溶液からの結晶析出2017

    • 著者名/発表者名
      長尾啓史、永井杏奈、道田 航、櫻木美菜、草壁克己
    • 学会等名
      第52回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フラーレン/シクロデキストリン包接錯体からのCD-MOFの結晶成長2017

    • 著者名/発表者名
      堤 信介、永井杏奈、道田 航、櫻木美菜、草壁克己
    • 学会等名
      第52回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Polymerization of 3,4-ethylenedioxythiophene in CD-MOF2017

    • 著者名/発表者名
      Wataru Michid, Anna Nagai, Mina Sakuragi, Katsuki Kusakabe
    • 学会等名
      253rd ACS National Meeting & Exposition
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluorescent emission from dye-doped CD-MOF at solid state2016

    • 著者名/発表者名
      K. Nagao, T. Sakemura, A. Nagai, W. Michida, M. Sakuragi, K. Kusakabe
    • 学会等名
      29th International Symposium on Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystallization of fullerene-doped CD-MOF2016

    • 著者名/発表者名
      S. Tsutsumi, A. Nagai, W. Michida, M. Sakuragi, K. Kusakabe
    • 学会等名
      29th International Symposium on Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of double-doped CD-MOF2016

    • 著者名/発表者名
      A. Nagai, W. Michida, M.Sakuragi, K. Kusakabe
    • 学会等名
      29th International Symposium on Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polymerization of 3,4-ethylenedioxythiophene in CD-MOF2016

    • 著者名/発表者名
      W. Michida, A. Nagai, M. Sakuragi, K. Kusakabe
    • 学会等名
      29th International Symposium on Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光分子を包接したシクロデキストリン系MOFの合成2016

    • 著者名/発表者名
      道田 航、酒村知至、永井杏奈、櫻木美菜、草壁克己
    • 学会等名
      化学工学会第46回 秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] シクロデキストリン系MOFへのフラーレンとポルフィリンの固定化2016

    • 著者名/発表者名
      永井杏奈、道田 航、櫻木美菜、草壁克己
    • 学会等名
      化学工学会第46回 秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Inclusion of conjugated molecules in cyclodextrin-based nanoporous crystal2016

    • 著者名/発表者名
      A. Nagai, W. Michida, M. Sakuragi, K. Kusakabe
    • 学会等名
      6th SOJO-UTP Joint Seminar on Nano and Bio Research
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluorescence characteristics of fluorescein and rhopdamine B in cyclodextrin-based metal-organic framework2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kusakabe, T. Sakemura, W. Michida, M. Sakuragi
    • 学会等名
      6th SOJO-UTP Joint Seminar on Nano and Bio Research
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystal growth of cyclodextrin-based metal-organic framework for carbon dioxide capture and separation2016

    • 著者名/発表者名
      T. K. Yan, A. Nagai, W. Michida, K. Kusakabe, S. Yusup
    • 学会等名
      International Conderence of Process Engineering & Applied Materials 2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] γ-シクロデキストリンと共役電子系分子で合成したナノ孔結晶2016

    • 著者名/発表者名
      永井杏奈、道田 航、櫻木美菜、草壁克己
    • 学会等名
      第51回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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