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化学反応コンデンサ ~概念確立に向けた研究~

研究課題

研究課題/領域番号 17K19173
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
研究機関新潟大学

研究代表者

由井 樹人  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50362281)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード化学反応コンデンサ / 層状化合物 / レニウム錯体 / 二酸化炭素還元 / 層状半導体 / ビオロゲン / 化学反応制御 / 化学プロセス / 化学物理 / 先端機能デバイス
研究成果の概要

化学反応の重要中間体であるラジカル種を安定に保持できれば、化学反応の選択性と効率向上が期待できる。一方、電気回路には電荷の蓄積と放出を担うコンデンサが組み込まれている。電気回路におけるコンデンサの機能を化学反応へと転換できれば化学反応の制御につながる。しかし、このようなコンセプト・概念で化学反応を能動的に制御する試みはない。我々は、層状半導体のナノ空間でラジカル種が安定化することを見出している。これらの技術を基盤に、化学反応のコントロール可能な「化学反応コンデンサ」を創出することを目指している。本研究では、レニムウ錯体が層間で安定化すること、安定化したラジカル種が反応可能であることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ラジカル種は、化学反応において極めて重要な中間体であるが、一般的には極めて不安定である。ラジカル種を安定に保持できれば、化学反応の選択性と効率向上が期待できる。一方、電気回路には電荷の蓄積と放出を担うコンデンサが組み込まれており、電気回路において極めて重要な役割を担っている。コンデンサの機能を化学反応へと類推・類比すれば、化学反応の能動的な制御につながる。しかし、このような概念で化学反応を能動的に制御する試みはない。本研究では、化学反応の能動的制御が可能な化学反応コンデンサの創出を目指しており、本研究期間内でラジカル種の安定化と反応性という、本概念にとって極めて重要な初期的知見を得た。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 5件、 招待講演 9件)

  • [雑誌論文] An artificial Z-scheme constructed from dye-sensitized metal oxide nanosheets for visible light-driven overall water splitting2020

    • 著者名/発表者名
      Takayoshi Oshima, Shunta Nishioka, Yuka Kikuchi, Shota Hirai, Kei-ichi Yanagisawa, Miharu Eguchi, Yugo Miseki, Toshiyuki Yokoi, Tatsuto Yui, Koji Kimoto, Kazuhiro Sayama, Osamu Ishitani, Thomas E. Mallouk, Kazuhiko Maeda
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 18 ページ: 8412-8420

    • DOI

      10.1021/jacs.0c02053

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 二次元層空間を用いた金属ナノ粒子の合成2020

    • 著者名/発表者名
      由井樹人・斎藤翔太・池田隼人
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 71 ページ: 24-28

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 粘土および類縁体を用いたナノ粒子の合成と機能2019

    • 著者名/発表者名
      宮川雅矢,石田玉青,藤村卓也,由井樹人,吉岡大輔
    • 雑誌名

      粘土科学

      巻: 58 号: 1 ページ: 26-37

    • DOI

      10.11362/jcssjnendokagaku.58.1_26

    • NAID

      130007625031

    • ISSN
      0470-6455, 2186-3563
    • 年月日
      2019-03-30
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Facile and sustainable fabrication of transparent mesoporous IrOx films formed by nanoparticle assembly for efficient electrocatalytic water oxidation2019

    • 著者名/発表者名
      Chandra Debraj、Sato Tsubasa、Abe Naoto、Saito Kenji、Yui Tatsuto、Yagi Masayuki
    • 雑誌名

      Sustainable Energy & Fuels

      巻: 3 号: 12 ページ: 3489-3497

    • DOI

      10.1039/c9se00731h

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Critical Hammett Electron-Donating Ability of Substituent Groups for Efficient Water Oxidation Catalysis by Mononuclear Ruthenium Aquo Complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Watabe Shunsuke、Tanahashi Yuki、Hirahara Masanari、Yamazaki Hirosato、Takahashi Kosuke、Mohamed Eman A.、Tsubonouchi Yuta、Zahran Zaki N.、Saito Kenji、Yui Tatsuto、Yagi Masayuki
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 号: 19 ページ: 12716-12723

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b01623

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Preparation of stable silver nanoparticles having wide red to near-infrared extinction2018

    • 著者名/発表者名
      S. Kawamura, K. Matsubara, S. Sakai, K. Sasaki, M. Saito, K. Saito, M. Yagi, W. Norimatsu, R. Sasai, M. Kusunoki, M. Eguchi, S. Yin, Y. Asakura, T. Yui
    • 雑誌名

      Global Challenges

      巻: 2 号: 3 ページ: 1700105-1700105

    • DOI

      10.1002/gch2.201700105

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microscopic environment and molecular orientation of guest molecules within polyfluorinated surfactant and clay hybrids: Photochemical studies of stilbazolium derivatives2018

    • 著者名/発表者名
      Yui Tatsuto、Takagi Katsuhiko、Inoue Haruo
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 363 ページ: 61-67

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2018.05.022

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light energy accumulation from pyrene derivative to tris(bipyridine)ruthenium on clay surface2017

    • 著者名/発表者名
      D. Morimoto, H. Yoshida, K. Sato, K. Saito, M. Yagi, S. Takagi, T. Yui
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 印刷中 号: 15 ページ: 3680-3684

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.7b00512

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 二次元層状空間における分子間相互作用と光反応2017

    • 著者名/発表者名
      由井樹人・吉田晴也・酒井創太郎・斎藤弘夢
    • 雑誌名

      光化学

      巻: 48 ページ: 67-76

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 無機ポリイオンを利用した金属ナノ粒子の合成と近赤外応答2019

    • 著者名/発表者名
      由井樹人
    • 学会等名
      第68回高分子討論会(招待講演)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 層状半導体/銀ナノ粒子複合膜の可視光触媒活性2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤翔太・由井樹人
    • 学会等名
      低次元系光機能研究会第9回サマーセミナー2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] LDH/アニオン性ポルフィリン積層膜の作成と光機能2019

    • 著者名/発表者名
      田中愛結、由井樹人
    • 学会等名
      低次元系光機能研究会第9回サマーセミナー2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 低分子材料を用いた層状半導体の積層薄膜化2019

    • 著者名/発表者名
      田中雄大・由井樹人
    • 学会等名
      低次元系光機能研究会第9回サマーセミナー2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] カチオン性Pdポルフィリンのclayとの複合化及び特異的な光物性2019

    • 著者名/発表者名
      上原真澄・由井樹人
    • 学会等名
      低次元系光機能研究会第9回サマーセミナー2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Unique Photofunctions of Metal Nanoparticle / Layered Semiconductor Hybrids2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuto YUI
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019(国際学会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二次元層間を用いた金属ナノ粒子の合成と特異的光学応答2019

    • 著者名/発表者名
      由井樹人
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会 特別企画:イオン性2次元ナノ材料の構造構築と機能化
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 層状金属酸化物ポリアニオンを用いた金属ナノ粒子の合成と光学応答特性2018

    • 著者名/発表者名
      由井樹人
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属ナノ粒子の層間 in-situ 合成と光学特性2018

    • 著者名/発表者名
      由井樹人
    • 学会等名
      第62回粘土科学討論会 提案型セッション
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光化学の基礎と層状化合物/色素複合体の光化学特性2018

    • 著者名/発表者名
      由井樹人
    • 学会等名
      粘土科学会 若手の会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Unique Photo and Optical Properties of Layered Compounds and Dye Hybrids2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuto Yui
    • 学会等名
      The 4th International Workshop on Chromogenic Materials and Devices
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 層状半導体/銀ナノ粒子複合膜の作成及び光学的特性2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤翔太・由井樹人
    • 学会等名
      低次元系光機能研究会第8回サマーセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] LDHを足場材料としたアニオン性分子積層体の作成2018

    • 著者名/発表者名
      田中愛結・由井樹人
    • 学会等名
      低次元系光機能研究会第8回サマーセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] カチオン性金属錯体とclayとの複合化および光化学的挙動2018

    • 著者名/発表者名
      田中雄大・由井樹人
    • 学会等名
      低次元系光機能研究会第8回サマーセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] カチオン性DPA誘導体の合成とclayとの複合化2018

    • 著者名/発表者名
      上原真澄・由井樹人
    • 学会等名
      低次元系光機能研究会第8回サマーセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Unique Photo and Optical Properties of Layered Compounds and Dye Hybrids2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuto Yui
    • 学会等名
      The 4th International Workshop on Chromogenic Materials and Devices
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In-situ Synthesis of Metal Nanoparticles within the Interlayer Space of Inorganic Layered Material Transparent Films2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuto Yui
    • 学会等名
      International Symposium on Pure & Applied Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 層状化合物をテンプレートとする金属ナノ粒子の合成2017

    • 著者名/発表者名
      由井樹人
    • 学会等名
      日本化学会低次元系光機能材料研究会 第6 回研究講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of silver nanoparticle within interlayer space of layered semiconductor2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuto Yui
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カチオン性Re錯体とClayとの複合化及び光化学挙動2017

    • 著者名/発表者名
      吉田晴矢・由井樹人
    • 学会等名
      低次元系光機能研究会第6回サマーセミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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