| 研究課題/領域番号 |
19K05509
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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 | 国際基督教大学 |
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研究代表者 |
田 旺帝 国際基督教大学, 教養学部, 教授 (40344501)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 多孔性配位高分子 / 配位制御多孔性配位高分子薄膜 / X線吸収微細構造 / 金属ナノ粒子 / 単結晶酸化物表面 / Metal Organic Framework / SURMOF / Nanoparticles / XAFS / Metal organic framework |
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| 研究開始時の研究の概要 |
多孔性配位高分子（PCP/MOF）は高度な分子選択性を有し，自己集合化という合成面での利便性をもつ．こうした特性をさらに高度化・多機能化するため，近年，PCP/MOF の細孔にナノ粒子(NP) を固定する複合化（NP@PCP/MOF）が活発である．しかし，研究のほとんどは合成で，制御原理につながる「ナノ粒子の成長過程やPCP/MOFとの相互作用」については手つかずの状況である．
そこで，本研究では，構造が複雑なバルクの代わりに，配向が制御されたPCP/MOF薄膜（SURMOF）を用い，形成されるナノ粒子をX線吸収分光を軸にした表面科学的アプローチにより精密に解明し，制御原理の基礎的知見を得る．
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| 研究成果の概要 |
本課題では、金属イオンと有機分子との配位結合により、高い構造規則性を有することで、分子吸着・分離、分子認識などを示す多孔性配位高分子（PCP/MOFs）をさらに高度化し、多様なナノスケールデバイスに結びつけるための基礎的知見を見出す研究を実施した。
具体的には、粒径や成長方位が多様な粉末状PCP/MOFsの代わりに、1）特定の配向で成長方位が制御されたPCP/MOFs薄膜(SURMOFs)の合成と、２）その細孔内への金属ナノ粒子の固定化を行い、3）金属ナノ粒子の構造に関するダイレクトな化学的構造情報（配位数や結合距離、電子状態など）が系統的に得られるように低温偏光全反射蛍光XAFS法を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得れた配向制御PCP/MOFs薄膜(SURMOFs)の合成やナノ粒子固定化に関する研究成果はPCP/MOFsのナノスケールデバイス化における基礎的知見として活かせる。また、サブナノ～ナノスケールの粒子に関する精密で、かつ系統的な構造情報（配位数、結合距離、電子状態など）はPCP/MOFsの高機能化に欠かせない設計指針に繋がる。このように本研究で得られた基礎的知見は、学術的な意義だけでなく、ナノスケールデバイスへの基礎的設計指針を与えることから大きな社会的意義をもつ。
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