| 研究課題/領域番号 |
19K05496
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34010:無機・錯体化学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
吉成 信人 大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (10583338)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 多核金属錯体 / イオン拡散 / 単結晶-単結晶変換 / 含硫アミノ酸 / 希土類イオン / 金属クラスター / イオン伝導体 / 金属錯体 / 硫化銅クラスター / 脱金属化反応 / 金属有機カルボン酸 / キラリティ / スクランブリング反応 / 混合原子価 / 銅イオン / 磁気的相互作用 / 水蒸気吸着 / アンモニア吸着 / 金属クラスター集積体 / キュバンクラスター / 単結晶変換 / 動的コンビナトリアル化学 / 結晶構造 / 配位異性体 / ペニシラミン / システイン / 混合原子価錯体 / 硫化銀クラスター / 超分子化学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
自然界には、様々なイオンを素早く透過できるイオンチャネル蛋白質が存在する。本研究では、天然蛋白質のイオン輸送機構を、人工材料に転写する基盤技術を開発する。具体的には、表面を修飾した金属クラスターを合成・集積化し、イオンが通過する経路の周辺に多数のアミノ酸を高密度に配した人工イオンチャネル構造を構築する。これにより、多価イオンをもスムーズに輸送できる新たな固体材料の開発を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究計画では、球状構造をもつ金属多核錯体や金属クラスターの集合固体を研究対象として、２価以上の電荷をもつ金属イオンが運動種となる固体イオン伝導体の開発を目指した。まず、多段階の金属イオン集積化反応により、形状や組成の異なる数種の新規球状錯体を合成した。さらに、得られた集合固体に対して多価金属イオンを浸潤したところ、いくつかの化合物において多価イオンの拡散挙動が観測さた。特に、L-システインをもつアニオン性の金属錯体の集積体結晶を希土類酢酸塩の溶液に浸した場合には、希土類イオンが結晶構造内部で縮合反応を起こし、クラスター構造を自発的に形成する、という興味深い反応を観測した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
多価金属イオンの固体内拡散現象は高エネルギー密度の固体電池の開発のために長年興味を集めている。既存の研究の多くはセラミクスや高分子などの非晶質あるいは多結晶における拡散現象を調査しているが、本研究では金属錯体単結晶を研究対象にしている点で大きく異なる。実際、本研究では単結晶Ｘ線構造解析の手法を用いて、多価イオンの拡散の結果を原子レベルで精密に観測することができた。本研究の成果を元に、次世代型電池の開発はもとより、金属錯体の集積固体を媒体とする新しい金属クラスターの集積化反応が展開されることが期待できる。
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