強還元条件下での微構造結晶の新規機能性

• 研究課題/領域番号: 19685019
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 林 克郎 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (90397034)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円); 2009年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円); 2008年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円); 2007年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: マイエナイト / 湿度センサー / エレクトライド / ヨードメトリー / C12A7 / 水素化物イオン / Mayenite / プロトン伝導 / 還元剤 / X線回折 / 核磁気共鳴 / 元素戦略 / セラミックス / 水素

研究概要

ありふれた元素を構成元素とする酸化物鉱物系結晶の微構造に、強還元性の化学種を閉じ込めることで、新しい機能性の開拓を試みた。水素化物(H^-)イオンを完全に包接したマイエナイト(C12A7)を初めて合成し、H^-イオンの汎用的検出法を確立した。電子(e^-)を包接したC12A7において、金属伝導機構を解明し、汎用的定量法を確立、また抗酸化性粉体としての機能性を示した。Sr置換マイエナイトにおいてもH^-, e^-の包接を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Humidity-Sensitive Electrical Conductivity in Ca12Al14-xSixO32Cl2+x (0 < x < 3. 4) Ceramics (2009)
  • 著者名/発表者名: Katsuro Hayashi, Hiroki Muramatsu, Satoru Matsuishi, Toshio Kamiya, Hideo Hosono
  • 雑誌名: Electrochem. Solid-State Lett. 12
  • 査読あり
• [雑誌論文] 12CaO・7Al2O3 (C12A7)系の機能性透明導電体材料 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林克郎, 細野秀雄
  • 雑誌名: 表面技術 60 ページ: 641-646
  • 査読あり
• [雑誌論文] Field-Assisted Sustainable O^- Ion Emission from Fluorine-Substituted 12CaO・7Al2O3 with Improved Thermal Stability (2009)
  • 著者名/発表者名: Jiang Li, Katsuro Hayashi, Masahiro Hirano, Hideo Hosono
  • 雑誌名: Solid State Ionics 180 ページ: 1113-1117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Humidity-Sensitive Electrical Conductivity in Ca_<12>Al_<14-x>Si_xO_<32>Cl_<2+x>(0<x<3.4)Ceramics (2009)
  • 著者名/発表者名: Katsuro Hayashi, Hiroki Muramatsu, Satoru Matsuishi, Toshio Kamiya, Hideo Hosono
  • 雑誌名: Electrochem. Solid-State Lett. 12
  • 査読あり
• [雑誌論文] 12CaO-7Al_2O_3(Cl2A7)系の機能性透明導電体材料 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林克郎, 細野秀雄
  • 雑誌名: 表面技術 60 ページ: 641-646
  • 査読あり
• [雑誌論文] Humidity-Sensitive Electrical Conductivity in Ca_<12>Al_<14>Si_xO_<32>Cl_<2+x>(0<x<3.4)Ceramics (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, H. Muramatsu, S. Matsuishi, T. Kamiya, H. Hosono
  • 雑誌名: Electrochem. Solid-State Lett 12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and Transport Properties of 12CaO・7Al2O3 (C12A7) Electride Nanowire (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshimasa Nishio, Kenji Nomura, Masashi Miyakawa, Katsuro Hayashi, Hiroshi Yanagi, Toshio Kamiya, Masahiro Hirano, Hideo Hosono
  • 雑誌名: Phys. Stat. Sol. A 205 ページ: 2047-2051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solid State Syntheses of Nanoporous Crystal 12SrO・7Al2O3 and Formation of High Density Oxygen Radicals (2008)
  • 著者名/発表者名: Katsuro Hayashi, Naoto Ueda, Satoru Matsuishi, Toshio Kamiya, Masashiro Hirano, Hideo Hosono
  • 雑誌名: Chem. Mater. 20 ページ: 5987-5996
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and Transport Properties of 12CaO7Al_2O_3 (C12A7) Electride Nanowire (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Nishio, K. Nomura, M. Miyakawa, K. Hayashi, H. Yanagi, T. Kamiya, M. Hirano, H. Hoson
  • 雑誌名: Phys. Stat. Sol. A 205 ページ: 2047-2051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solid State Syntheses of Nanoporous Crystal 12SrO7Al_2O_3 and Formation of High Density Oxygen Radicag (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, N. Ueda, S. Matsuishi, T. Kamiya, M. Hirano, H. Hosono
  • 雑誌名: Chem. Mater 20 ページ: 5987-5996
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anion Incorporation-Induced Cage Deformation in 12CaO・7Al2O3 (2007)
  • 著者名/発表者名: Takatoshi Nomura, Katsuro Hayashi, Yoshiki Kubota, Masaki Takata, Toshio Kamiya, Masahiro Hirano, Hideo Hosono
  • 雑誌名: Chem. Lett. 36 ページ: 902-903
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Room Temperature-Stable 12CaO・7Al2O3 Electride (2007)
  • 著者名/発表者名: Sung-Wng Kim, Satoru Matsuishi, Katsuro Hayashi, Masahiro Hirano, Hideo Hosono
  • 雑誌名: J. Mater. Sci. Electron. 18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vibrational Dynamics and Oxygen Diffusion in a Nanoporous Oxide Ion Conductor 12CaO・7Al2O3 Studied by 18O Labeling and Micro-Raman Spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Koichi Kajihara, Satoru Matsuishi, Katsuro Hayashi, Masahiro Hirano, Hideo Hosono
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111 ページ: 14855-14861
  • 査読あり
• [学会発表] ヨウ素還元適定法による12CaO・7Al2O3に包接された電子および水素化物イオンの定量 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉住年弘, 細野秀雄, 林克郎
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2010年年会
  • 発表場所: 東京農工大学(小金井市)
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] 水素化物イオン包接による12CaO・7Al2O3の還元力発現と包接濃度定量法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉住年弘, 細野秀雄, 林克郎
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第22回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 愛媛大学(愛媛)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] ストロンチウム・マイエネイト12SrO・7Al2O3に包接される陰イオンの化学状態 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林克郎, 松石聡, 細野秀雄
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第22回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 愛媛大学(愛媛)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] ストロンチウム・マイエネイト12SrO・7Al_2O_3に包接される陰イオンの化学状態 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林克郎, 松石聡, 細野秀雄
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 第22回 秋季シンポジウム
  • 発表場所: 愛媛大学(愛媛)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 水素化物イオン包接による12CaO・7Al_2O_3の還元力発現と包接濃度定量法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉住年弘, 細野秀雄, 林克郎
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 第22回 秋季シンポジウム
  • 発表場所: 愛媛大学(愛媛)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] Oxide Ion Conductivity in Single Crystalline 12CaO・7Al2O3: the Effect of Incorporated Anions (2009)
  • 著者名/発表者名: Jiang Li, Katsuro Hayashi, Masahiro Hirano, Hideo Hosono
  • 学会等名: The Third International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-3)
  • 発表場所: Mielparque Yokohama (Yokohama)
  • 年月日: 2009-06-17
• [学会発表] Reducing Power of Hydride Ion-or Electron-Doped Mayenites Dissolved in Water (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Yoshizumi, Sung-Wng Kim, Hideo Hosono, Katsuro Hayashi
  • 学会等名: The Third International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-3)
  • 発表場所: Mielparque Yokohama (Yokohama)
  • 年月日: 2009-06-17
• [学会発表] Reducing Power of Hydride Ion-or Electron-Doped Mayenites Dissolved in Water (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Yoshizumi, Sung-Wng Kim, Hideo Hosono, Katsuro Hayashi
  • 学会等名: The Third International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics(STAC-3)
  • 発表場所: Mielparque Yokohama(Yokohama)
  • 年月日: 2009-06-17
• [学会発表] 12CaO・7Al2O3を基点とした材料機能開拓:派生体と酸素ラジカル放出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林克郎
  • 学会等名: 活性酸素吸蔵物質に関する研究講演会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所中部センター
  • 年月日: 2009-02-20
• [学会発表] 12CaO・7Al_2O_3を基点とした材料機能開拓 : 派生体と酸素ラジカル放出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林克郎
  • 学会等名: 活性酸素吸蔵物質に関する研究講演会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所名古屋
  • 年月日: 2009-02-20
• [学会発表] 12CaO・7Al2O3結晶中のH^-およびH^+イオンの反転したNMR化学シフト (2009)
  • 著者名/発表者名: 林克郎, Peter V. Sushko, 野村尚利, 平野正浩, Alexander L. Shulger, 細野秀雄
  • 学会等名: 第47回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: グランキューブ大阪(大阪市)
• [学会発表] 12CaO・7Al_2O_3結晶中のH^-およびH^+イオンの反転したNMR化学シフト (2009)
  • 著者名/発表者名: 林克郎, P. V. Sushko, 野村尚利,平野正浩, A. L. Shulger, 細野秀雄
  • 学会等名: 第47回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: グランキューブ大阪(大阪市)
• [学会発表] Refractry Oxideの実力を試す (2008)
  • 著者名/発表者名: 林克郎
  • 学会等名: 元素戦略キックオフミーティング
  • 発表場所: 東工大(すずかけ台, 横浜市)
  • 年月日: 2008-11-20
• [学会発表] Refractory Oxideの実力を試す (2008)
  • 著者名/発表者名: 林克郎
  • 学会等名: 元素戦略キックオフミーティング
  • 発表場所: 東工大(すずかけ台, 横浜市)
  • 年月日: 2008-11-20
• [学会発表] 12CaO・7Al2O3 (C12A7)の機能性透明導電体および真空技術応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 林克郎
  • 学会等名: 材料機能ドライプロセス部会第74回例会
  • 発表場所: 千葉工業大学津田沼キャンパス
  • 年月日: 2008-05-16
• [学会発表] 12CaO・7A1203(C12A7)の機能性透明導電体および真空技術応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 林克郎
  • 学会等名: 材料機能ドライプロセス部会第74回例会
  • 発表場所: 千葉工業大学津田沼キャンパス
  • 年月日: 2008-05-16
• [学会発表] S12A7の生成過程と結晶構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 林克郎, 植田直人、松石聡、神谷利夫、細野秀雄
  • 学会等名: 3大学3研究所連携プロジェクト公開討論
  • 発表場所: 東工大(大岡山, 世田谷区)
  • 年月日: 2008-03-14
• [学会発表] 塩素添加C12A7系多孔体の表面水素イオン伝導 (2008)
  • 著者名/発表者名: 林克郎, 村松大樹, 細野秀雄
  • 学会等名: 3大学3研究所連携プロジェクト公開討論
  • 発表場所: 東工大(大岡山, 世田谷区)
  • 年月日: 2008-03-14
• [学会発表] 塩素添加C12A7系多孔体の表面水素イオン伝導 (2008)
  • 著者名/発表者名: 林 克郎
  • 学会等名: 3大学3研究所連携プロジェクト公開討論
  • 発表場所: 東工大(大岡山,世田谷区)
  • 年月日: 2008-03-14
• [学会発表] S12A7の生成過程と結晶構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 林 克郎
  • 学会等名: 3大学3研究所連携プロジェクト公開討論
  • 発表場所: 東工大(大岡山,世田谷区)
  • 年月日: 2008-03-14
• [学会発表] Humidity-Sensitive Electrical Conductivity in Ca12Al14-xSixO32Cl2+x Ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: Katsuro Hayashi, Hiroki Muramatsu, Satoru Matsuishi, Toshio Kamiya, Masahiro Hirano, Hideo Hosono
  • 学会等名: The IUMRS international conference in Asia2008
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋市)
• [学会発表] C12A7:H^-およびC12A7:e^-のヒドロキシルラジカル消去能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 最上理映, 金辰也, 阪口博之, 林克郎, 平野正浩, 細野秀雄
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 中部大学(名古屋市)
• [学会発表] C12A7の赤外格子振動と酸素拡散 (2008)
  • 著者名/発表者名: 梶原浩一, 松石聡, 林克郎, 平野正浩, 細野秀雄
  • 学会等名: 無機マテリアル学会
  • 発表場所: 首都東京大学(八王子市)
• [学会発表] Reversed Chemical Shifts of H^+ and H^- ions in ^1H-NMR of Metal Oxides (2008)
  • 著者名/発表者名: Katsuro Hayashi, Peter V. Sushko, Takatoshi Nomura, Masahiro Hirano, Alexander L. Shulger, Hideo Hosono
  • 学会等名: STAC-II
  • 発表場所: OVTA(千葉市)
• [学会発表] Formation of Oxygen Radical Anions and Catalytic Effects on Carbon Combustion in 12SrO・7Al2O3 (2008)
  • 著者名/発表者名: Katsuro Hayashi, Naoto Ueda, Satoru Matsuishi, Toshio Kamiya, Hideo Hosono
  • 学会等名: STAC-II
  • 発表場所: OVTA (千葉市)
• [学会発表] Humidity-Sensitive Electrical Conductivity in Chlorine-Doped Mayenite Derivatives Ca12Al14-xSixO32Cl2+x (0 < x < 3. 4) (2008)
  • 著者名/発表者名: Katsuro Hayashi, Hiroki Muramatsu, Satoru Matsuishi, Toshio Kamiya, Masahiro Hirano, Hideo Hosono
  • 学会等名: STAC-II
  • 発表場所: OVTA(千葉市)
• [学会発表] O^<2->およびOH^-イオンを包接した12CaO・7Al2O3結晶の異なるケージ構造変化と包接陰イオン分布 (2008)
  • 著者名/発表者名: 野村尚利, 林克郎, 神谷利夫, 平野正浩, 細野秀雄, 久保田佳基, 高田昌樹
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2008年年会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学(新潟県長岡市)
• [学会発表] 電子ドープ12CaO・7Al_2O_3 (C12A7:e^-)ナノワイヤの電気伝導特性制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 西尾幸真, 野村研二, 宮川仁, 柳博, 林克郎, 神谷利夫, 平野正浩, 細野秀雄
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2008年年会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学(新潟県長岡市)
• [学会発表] 18O同位体置換と顕微ラマン分光法による包接化合物12CaO・7Al2O3の赤外格子振動と酸素拡散の評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 梶原浩一, 松石聡、林克郎、平野正浩、細野秀雄
  • 学会等名: セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋市)
• [学会発表] 粉末回折法によるエレクトライドC12A7の結晶構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 久保田佳基, 高田昌樹, 金聖雄, 野村尚利, 林克郎, 細野秀雄
  • 学会等名: 放射光学会
  • 発表場所: 立命館大(びわこ草津)
• [学会発表] Humidity-Sensitive Electrical Conductivity in Chlorine-Doped Mayenite Derivatives Ca_<12>Al_<14-x>Si_xO_<32>O_<2+x> (0<x<3.4) (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, H. Muramatsu,S. Matsuishi, T. Kamiya, M. Hirano, H. Hoso no
  • 学会等名: The 2nd International Conference on Science and Technology fSTAC II
  • 発表場所: OVTA(千葉市)
• [学会発表] Formation of Oxygen Radical Anions and Catalytic Effects on Carbon Combustio n in 12SrO7Al_2O_3 (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, N. Ueda, S. Matsuishi T. Kamiya, H. Hosono
  • 学会等名: STAC II
  • 発表場所: OVTA(千葉市)
• [学会発表] Reversed Chemical Shifts of H^+ and H^- ions in ^1H-NMR of Metal Oxide (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, P. V. Sushko,T. Nomura, M. Hirano, A. L. Shulger, Hideo Hosono
  • 学会等名: STAC II
  • 発表場所: OVTA(千葉市)
• [学会発表] C12A7 : H^-「およびCl2A7 : e^-のヒドロキシルラジカル消去能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 最上理映, 金辰也, 阪口博之, 林克郎, 平野正浩, 細野秀雄
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 中部大学(名古屋市)
• [学会発表] Humidity-Sensitive Electrical Conductivity in Chlorine-Doped Mayenite Derivatives Ca_<12>Al_(14-x)Si_xO_<32>Cl_<2+x> Ceramic (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, H. Muramatsu, S. Matsuishi, T. Kamiya, M. Hirano, H. Hosono
  • 学会等名: The IUMRS international conference in Asia 2008
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋市)
• [学会発表] O^<2->およびOH^-イオンを包接した12CaO・7Al_2O_3結晶の異なるゲージ構造変化と包接陰イオン分布 (2008)
  • 著者名/発表者名: 野村 尚利
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2008年年会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学(新潟県長岡市)
• [学会発表] 酸素ラジカルおよび水素化物陰イオン-ナノポーラス結晶C12A7を機軸として (2007)
  • 著者名/発表者名: 林克郎
  • 学会等名: 4セラミックス研究機関合同講演会
  • 発表場所: JFCC(名古屋)
  • 年月日: 2007-12-06
• [学会発表] 酸素ラジカルおよび水素化物陰イオンーナノポーラス結晶C12A7を機軸として (2007)
  • 著者名/発表者名: 林 克郎
  • 学会等名: 4セラミックス研究機関合同講演会
  • 発表場所: JFCC(名古屋)
  • 年月日: 2007-12-06
• [学会発表] 放射光粉末回折法により求めたC12A7のケージの歪構造 (2007)
  • 著者名/発表者名: 久保田佳基, 高田昌樹, 金聖雄, 野村尚利, 林克郎, 細野秀雄
  • 学会等名: 結晶学会
  • 発表場所: 東工大(大岡山, 世田谷区)
• [学会発表] 水素化物イオン(H-)のホスト金属酸化物としてのC12A7 (2007)
  • 著者名/発表者名: 林克郎
  • 学会等名: セラミックス総合討論会2007
  • 発表場所: 京都エミナース(京都市)
• [学会発表] ナノポーラス酸化物イオン伝導体12CaO・7Al2O3の赤外格子振動、包接酸素種および酸素拡散 (2007)
  • 著者名/発表者名: 梶原浩一, 松石聡、林克郎、平野正浩、細野秀雄
  • 学会等名: 日本セラミックス協会関東支部発表会
• [学会発表] 水素化物イオン(H^-)のホスト金属酸化物としてのC12A7 (2007)
  • 著者名/発表者名: 林 克郎
  • 学会等名: セラミックス総合討論会2007
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 粉末回折法によるエレクトライドC12A7の結晶構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 久保田 佳基
  • 学会等名: 放射光学会
  • 発表場所: 立命館大(びわこ草津)
• [産業財産権] 電気伝導性12CaO 7Al2O3化合物とその製造方法 (2009)
  • 発明者名: 細野秀雄, 平野正浩, 林克郎, 宮川仁, 田中功
  • 権利者名: 科学技術振興機構
  • 取得年月日: 2009-01-16
• [産業財産権] 抗酸化剤及び抗酸化化粧料 (2009)
  • 発明者名: 細野秀雄, 平野正浩, 林克郎, 阪口博之, 最上理英, 金辰也
  • 権利者名: 国立大学法人東京工業大学,株式会社ファンケル
  • 公開番号: 2009-161728
  • 出願年月日: 2009-07-23
• [産業財産権] 抗酸化剤及び抗酸化化粧料 (2008)
  • 発明者名: 細野秀雄, 平野正浩, 林克郎, 阪口博之, 最上理英, 金辰也
  • 権利者名: 国立大学法人東京工業大学、株式会社ファンケル
  • 産業財産権番号: 2008-287781
  • 出願年月日: 2008-11-10
• [産業財産権] 水素含有電気伝導性無機化合物 (2008)
  • 発明者名: 細野秀雄, 林克郎, 平野正浩
  • 権利者名: 科学技術振興機構
  • 取得年月日: 2008-11-21
• [産業財産権] 12SrO・7Al2O3化合物とその合成方法 (2008)
  • 発明者名: 細野秀雄、林克郎、平野正浩
  • 権利者名: 科学技術振興機構
  • 取得年月日: 2008-04-04