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配位子ネットワーク形成による新奇金属クラスターの創製と機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 19H02532
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分28010:ナノ構造化学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

七分 勇勝  北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (10446255)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードクラスター / 有機配位子 / ネットワーク化 / 幾何構造 / 電子構造 / クラスタ―
研究開始時の研究の概要

有機配位子保護金属クラスターは、機能性ナノ材料の素材として近年非常に高い注目を集めている。本研究では、金属コアの周囲を取り囲む有機配位子からなる配位子環境に着目し、有機配位子間の相互連結による配位子のネットワーク化を実現することで、従来研究とは一線を画する金属クラスターの創製を行う。そして、種々の反応を利用することで金属クラスターの幾何・電子構造の制御を行うことから、この系独自の新奇な構造・機能に関する探究を行う。

研究成果の概要

本研究では、金属コアの周囲を取り囲む有機配位子からなる配位子環境に着目し、有機配位子のネットワーク化と金属コアの幾何・電子構造への影響に関する探索を実施した。その結果、配位子環境のごくわずかな変化が金属クラスターの光学特性に影響を与え得ることを実験・理論の双方の手法から明らかにした。また、適切な架橋配位子を用いることで金属コア構造を維持したまま金属クラスターによるネットワーク形成が行えることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機配位子保護金属クラスターは、コアの構造や核数などの僅かな違いが物性に大きな影響を及ぼす可能性があり、機能性ナノ材料の素材として近年注目が飛躍的に高まっている。金属コアを取り囲む配位子殻の設計・制御と有機配位子のネットワーク化を探索した本研究から配位子同士の協働的効果に関する多くのユニークかつ貴重な知見が得られており、今後の研究展開に向けて有機配位子保護金属クラスターにおける配位子の重要性を示すことが出来た。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Diarsine- vs diphosphine-protected Au13 clusters: Effect of subtle geometric differences on optical property and electronic structure2021

    • 著者名/発表者名
      Shichibu Yukatsu、Zhang Fan、Chen Yuxiang、Konishi Masafumi、Tanaka Susumu、Imoto Hiroaki、Naka Kensuke、Konishi Katsuaki
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 155 号: 5 ページ: 054301-054301

    • DOI

      10.1063/5.0059607

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-promoted solid-state covalent networking of Au<sub>25</sub>(SR)<sub>18</sub> through reversible disulfide bonds. A critical effect of the nanocluster in oxidation processes2021

    • 著者名/発表者名
      Saito Yuki、Shichibu Yukatsu、Konishi Katsuaki
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 13 号: 22 ページ: 9971-9977

    • DOI

      10.1039/d1nr01812d

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiroptical activity of Au13 clusters: experimental and theoretical understanding of the origin of helical charge movements2021

    • 著者名/発表者名
      Shichibu Yukatsu、Ogawa Yuri、Sugiuchi Mizuho、Konishi Katsuaki
    • 雑誌名

      Nanoscale Advances

      巻: 3 号: 4 ページ: 1005-1011

    • DOI

      10.1039/d0na00833h

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Aggregation-Mode-Dependent Optical Properties of Cationic Gold Clusters: Formation of Ordered Assemblies in Solution and Unique Optical Responses2020

    • 著者名/発表者名
      Sugiuchi Mizuho、Zhang Mingzhe、Hakoishi Yusaku、Shichibu Yukatsu、Horimoto Noriko Nishizawa、Yamauchi Yoshihiro、Ishida Yasuhiro、Konishi Katsuaki
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 124 号: 29 ページ: 16209-16215

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.0c05220

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 有機配位子保護Au13クラスターにおけるキロプティカル特性の評価と解析手法開発2021

    • 著者名/発表者名
      七分勇勝、小川悠里、杉内瑞穂、小西克明
    • 学会等名
      第15回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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