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振動励起による自己集合マニュピレーション

研究課題

研究課題/領域番号 18K19085
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

平井 健二  北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (10754400)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード配位高分子 / 自己集合 / 振動強結合 / 光共振器 / ラビ分裂 / 多孔性配位高分子 / 結晶化 / 分子振動 / 共振器
研究成果の概要

亜鉛イオンと2-メチルイミダゾールを含む水溶液を、光共振器の中に導入した状態で、溶液を静置すると、自己集合が進みZIF-8の結晶が得られた。一方、光共振器を用いずに同様の水溶液を静置すると、ZIF-LとZIF-8の混合物が得られる。光共振器中で結晶化を行うことで、ZIF-8が選択的に生成することが明らかとなった。ZIF-LとZIF-8は同一の構成要素から組み上がる多孔性配位高分子(MOF)であるが、配位構造が異なる結晶疑似多形である。振動強結合により、MOFの選択的な結晶化が可能であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

同一の構成要素から複数の結晶構造が得られることを結晶多形という。例えば、抗炎症薬であるインドメタシンは結晶多形であり、3種類の結晶構造が存在するが、結晶構造の違いによって薬効が変化する。結晶多形を制御することは重要な課題である。本研究では、光共振器中で結晶化を行うことで、結晶多形のうち選択的に片方の結晶構造を得る方法を開発した。本手法は材料合成や創薬における新たな結晶化方法となることが期待される。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] メルボルン大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of Strasbourg(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The University of Melbourne(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Modulation of Prins Cyclization by Vibrational Strong Coupling2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji Hirai, Rie Takeda, James A. Hutchison, Hiroshi Uji-i
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 号: 13 ページ: 5370-5373

    • DOI

      10.1002/anie.201915632

    • NAID

      120006995795

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 共振器ポラリトンを利用した多孔性配位高分子の選択的合成2020

    • 著者名/発表者名
      平井健二、石川紘人、James A. Hutchison、雲林院宏
    • 学会等名
      第67回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Vacuum Rabi Splitting in Molecular Chemistry: Modulation of Organic Reactions and Selective Crystallization of Metal-Organic Frameworks2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji Hirai
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会(2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 共振器の化学: 反応制御~自己集合2019

    • 著者名/発表者名
      平井健二
    • 学会等名
      京都大学化学研究所・光ナノ量子物性科学セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属ナノワイヤーのMOF被覆によるサイズ選択的表面増強ラマン散乱2019

    • 著者名/発表者名
      村杉拓、平井健二、猪瀬朋子、雲林院宏
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Size-selective surface-enhanced Raman scattering by MOF coating of metal nanowires2019

    • 著者名/発表者名
      Taku Murasugi, Kenji Hirai, Tomoko Inose, Hiroshi Uji-i
    • 学会等名
      The 20th RIES-HOKUDAI International Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coordination Polymers Boost Nano- and Micro-Fabrication2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Hirai
    • 学会等名
      31st International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] PCP/MOFおよび各種多孔質材料の作り方,使い方,評価解析2019

    • 著者名/発表者名
      平井健二
    • 総ページ数
      639
    • 出版者
      株式会社技術情報協会
    • ISBN
      9784861047695
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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