| 研究課題/領域番号 |
19J20289
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
齋藤 結大 北海道大学, 大学院環境科学院, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | クラスター / ポリマー / 自己集合 / ナノファイバー / 超音波 / フッ素 / フィルム / 分子吸着 / 固体触媒 / チオラート / フィルム化 / 組織化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ポリイミン配位子は、イミン性窒素により多数の銀イオンを捕捉できる。銀イオンを還元してクラ スターに変換するとき、配位子が柔軟であればクラスターから離れずに配位状態を保つことが可能と なる。このようにクラスター表面が覆われた状態を保つことができれば、クラスター同士の凝集も防げる。申請者はこれまでに、柔軟な多座配位子としてイソピラゾールを基本骨格とするポリイミンを合成した。長さ・配位点数の異なる一連のポリイミンを用いて正確に銀イオンを捕捉し、還元することで銀サブナノクラスター合成を行う。
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| 研究実績の概要 |
昨年度までに開発した配位子層最表面にチオラートアニオンを有するAu25(SR)18クラスターをモノマーに用いて、表面のチオラートを起点としたクラスター間での配位子交換反応により、Au25クラスターから成る新規ネットワークポリマーの合成に成功した。本ポリマー化は溶液中で自発的に進行し、300 nm程度の粒子径を持つポリマーが得られた。この自発的ポリマー化については様々な応用法が明らかになりつつあり、たとえば異種クラスターを反応系中に共存させることで、ハイブリッドなクラスターポリマーを合成できることが明らかになっている。
この他にも、カチオン性のAu8クラスターに対して自己組織性の対アニオンであるsodium dodecylsulfate (SDS)を作用させることで、SDSミセルの内部へ効率的にAu8クラスターを取り込み、顕著な凝集誘起型の発光増大を引き起こすことにも成功した。更にこのSDS内部に取り込まれたAu8クラスターに対して超音波処理を施すと、クラスターのナノ結晶化が進行することを見出した。また、部分的にフッ素化されたチオラート配位子を金クラスターに導入することで、フッ素の疎溶媒性に起因した凝集作用によってクラスターを直径30 nm程度のナノファイバーへと組織化することにも成功している。
以上のように、今年度は金クラスターを共有結合や相互作用を介して高密度に集積する手法を更に発展させることで、クラスターを機能中心とした新材料開発へ向けた展開だけでなく、分散した状態では見られない金クラスターの未踏機能の発見にも繋がった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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