| 研究課題/領域番号 |
17H03039
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機能物性化学
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
金子 克美 信州大学, 先鋭領域融合研究群先鋭材料研究所, 特別特任教授 (20009608)
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| 研究分担者 |
服部 義之 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (20456495)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
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| キーワード | ナノ空間 / 単層カーボンナノチューブ / 高圧有機合成化学 / 分子間相互作用 / 細孔内反応機構 / フタロシアニン / 電子顕微鏡 / ナノ細孔空間 / 超制約効果 / ナノチューブ / イメージチャージ効果 / 分子シミュレーション / 高圧有機合成反応 / カーボン細孔体 / ナノ細孔体 / 高圧反応 / 吸着 / 表面 / 有機合成 / 細孔場超高圧効果 / ナノ細孔 / 赤外分法法 / 物理触媒作用 / ナノ細孔分子場 / 結晶成長 / 結晶核 / 細孔性グラフェン / カーボン / ナノ細孔場 / カーボンナノチューブ |
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| 研究成果の概要 |
高圧化学は反応加速及び特殊反応などで極めて重要であるが、オートクレーブを必要とし、エネルギー多消費である上に、安全性などに課題がある。このため高圧下の物質変換を常圧下で可能とすることが望ましい。ナノスケールカーボン細孔空間は分子・カーボン壁間相互作用によって、分子系が細孔空間内に超高圧で圧縮濃縮されたと同様な高密度層を形成する。この超高圧圧縮効果を利用して、数万気圧の加圧が必要な超高圧有機合成反応を常圧下で進行させることに成功した。カーボンナノ細孔中において結晶核を生成させ、その後準安定な結晶核をバルク反応溶液に移行させると、ナノ細孔容量に捉われずに目的有機結晶を大量に合成できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
化学工業は基本的に全産業のエネルギーの半分近くを消費する。高圧化学はよりスペースを必要とし、安全性に課題が残る。従って、数万から数十万気圧におよぶ高圧化学・工学を常圧下で行えると、省エネルギー・省スペース・安全という大きなメリットが得られ、学術的ならびに人類への貢献が顕著である。本研究では、内部求引圧力が10万気圧相当の単層カーボンナノチューブ（SWCNT）のナノ空間を用いて、高圧下で生成する目的有機化合物のタネ結晶を大気圧下で合成して、バルク反応相に移行して大量の目的有機化合物を合成する方法を開発した。本方法は医療品として必要な有機化合物合成にも応用可能であり、その意義は大きい。
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