| 研究課題/領域番号 |
18H01966
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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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| 審査区分 |
小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 (2019-2020)
北海道大学 (2018) |
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研究代表者 |
久木 一朗 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90419466)
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| 研究分担者 |
藤内 謙光 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30346184)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | 水素結合 / 多孔質構造体 / 分子性結晶 / パイ共役分子 / 有機フレームワーク / ガス吸着 / 刺激応答 / 固体蛍光 / 多孔質材料 / カルボン酸 / 単結晶 / 結晶工学 / 多孔性材料 / 水素結合性有機フレームワーク / 非平面パイ共役炭化水素 / 外部刺激応用性 / ヘキサアザトリフェニレン / 永続的多孔性 / 刺激応答性 / 有機多孔質材料 / 共役パイ電子系 / 単結晶性 / 超分子化学 |
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| 研究成果の概要 |
有機分子で構成される多孔質構造体は、多様な分子の選択により構造と機能を自在にデザインできるため、ホストゲスト機能性材料や光電子素子の観点から大変興味がもたれる。本研究では、結合の形成と解離を可逆的に示す指向性の高い水素結合に着目し、汎用な水素結合基であるカルボキシ基を剛直なパイ共役骨格に導入した一連の有機分子を用いて、(1)X線回折で精密に構造解析できる単結晶性、(2)チャネル状の明確な大空間を内部に保持できる堅牢性と外部刺激に応答できる柔軟性、および(3)所望の構造を狙いどおりに構築できる普遍的なデザイン性を有する多孔性有機材料の創出を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水素結合のような弱い分子間相互作用によって分子を集積させて構築した多孔質構造体は、構造が弱く内部に大きな空孔を保持することはできない、というのがこれまでの一般的な認識であった。これに対して我々は、複数の水素結合基を幾何構造や対称性に配慮して剛直なパイ共役分子に導入すれば、内部に大きな空孔を保持できるだけの十分な強度を有する分子集積体を体系的に構築できることを示した。以上の結果は、様々な用途に応用されている多孔質材料の新たな側面を基礎と応用の両方の観点から照らし出すものである。特に近年、特定種の気体に対して、選択的に吸着・貯蔵・反応できる多孔質材料が求められており、本研究がこれに貢献できる。
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