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精密電子密度解析による多孔性配位高分子の細孔内ポテンシャル観測

研究課題

研究課題/領域番号 16K04866
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 ナノ構造化学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

久保田 佳基  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50254371)

研究協力者 松田 亮太郎  
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
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード結晶構造解析 / 電子密度解析 / 静電ポテンシャル / 放射光回折法 / Metal-Organic Framework / X線回折 / 放射光粉末回折法 / 多孔性配位高分子 / metal-organic framework / Metal Organic Framework / ナノ材料 / X線
研究成果の概要

本研究では、SPring-8の高性能放射光源を利用した粉末X線回折実験により、多孔性配位高分子の骨格構造および吸着ガス分子の原子・分子レベルの構造と静電ポテンシャルを求めた。その結果、細孔表面にある分子の静電ポテンシャルを実験的に可視化することができた。研究期間中に吸着挙動・特性との関係解明までは至らなかったが、多孔性配位高分子における実験的静電ポテンシャル解析の方法は確立することができた。また、併せてガス吸着過程の観測を目指したガス吸着計測システムの高度化を行うことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多孔性配位高分子の構造研究は、その骨格構造の柔軟性のために一般的には困難であり、結晶構造に根ざした物性・機能の研究は少ない。本研究では実験データに基づき、多孔性配位高分子の原子・分子レベルから電子密度レベルの構造情報、静電ポテンシャルまでの情報を得る道筋を作った。この手法を用いることにより実験的手法と計算科学の理論的手法との両側面からこの物質群の研究が可能となり、さらなる新規機能性多孔性配位高分子の設計・合成に貢献するものと期待される。

報告書

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

    (6件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] High-throughput powder diffraction measurement system consisting of multiple MYTHEN detectors at beamline BL02B2 of SPring-82017

    • 著者名/発表者名
      Shogo Kawaguchi, Michitaka Takemoto, Keiichi Osaka, Eiji Nishibori, Chikako Moriyoshi, Yoshiki Kubota, Yoshihiro Kuroiwa and Kunihisa Sugimoto
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 88 号: 8 ページ: 085111-085111

    • DOI

      10.1063/1.4999454

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Crystal structure analysis of Fe-based porous coordination polymer [Fe(5-NO2-ip)(bpy)] having gate-opening-type gas adsorption property2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Sasanouchi, Hiroki Ishibaishi, Shogo Kawaguchi, Yoshiki kubota
    • 学会等名
      The 12th NanoSquare Workshop in Osaka Prefecture University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Time-resolved Powder Diffraction System with Gas Control at BL02B2/SPring-8.2017

    • 著者名/発表者名
      Shogo Kawaguchi, Kunihisa Sugimoto, Michitaka Takemoto, Yoshiki Kubota
    • 学会等名
      XXIV Congress of the International Union of Crystallography
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ガス圧力制御下での時間分解放射光粉末回折システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      河口彰吾、杉本邦久、竹本道教、久保田佳基
    • 学会等名
      日本結晶学会平成29年度年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 放射光粉末結晶構造解析法を用いた多孔性配位高分子のガス吸着現象の構造科学的解明2016

    • 著者名/発表者名
      久保田佳基
    • 学会等名
      日本結晶学会平成28年度年会
    • 発表場所
      茨城県立県民文化センター
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In situ powder diffraction measurement of gas adsorption for porous coordination polymers in SPring-82016

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Kubota
    • 学会等名
      Workshop on Advanced Structural Study
    • 発表場所
      University of Tsukuba
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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