| 研究課題/領域番号 |
17H03380
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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 |
無機材料・物性
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
島田 敏宏 北海道大学, 工学研究院, 教授 (10262148)
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| 研究分担者 |
柳瀬 隆 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00640765)
川村 史朗 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (80448092)
山口 誠 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (90329863)
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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 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
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| キーワード | 炭素材料 / 高圧 / 有機分子 / 超高圧 / 有機分子結晶 / 炭素固体 / 重合 / トポタクティック / 第一原理計算 / 有機結晶 / アルカリ金属 / 炭素系材料 / 高圧合成 / ラマン分光 / 計算科学 |
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| 研究成果の概要 |
分子性固体の高温高圧処理により新しい炭素系材料を合成しその機能を探求することを目的として研究を行った。(1)窒素を含み、大きな共役系を持つ芳香族分子を合成し、その粉末結晶に常温で5GPaの高圧を印加したところ、２量体、３量体が質量分析により観測され、重合していることが明らかになった。(2)sp3炭素がネットワーク的につながり、水素で終端されたポリヒドリドカルビンの高温高圧処理により、結晶性の炭素固体が得られた。(3)分子から合成される光触媒グラファイト性窒化炭素g-C3N4の高温処理法を探求し光触媒活性が高い物質の合成を行った。第一原理計算を併用してメカニズムを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
新しい炭素材料の開発の方法論として、「有機分子性固体の高温高圧処理による分子の炭素骨格を残した固体の合成」という概念を提案し、実証実験を進めた。結果として、高圧だけで重合を起こす分子の発見、第一原理計算によるその反応機構の解明を行うことができた。さらに、光触媒の新規調製法などの開発を行った。本研究はその第一段階を終えたが、今後はこれらの研究を融合させて、新しい炭素材料を数多く生み出しその機能を開拓したい。
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