| 研究課題/領域番号 |
19K15293
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
齋藤 典生 東京理科大学, 工学部工業化学科, 助教 (20822456)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020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)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | メタルクラスター / 配位子置換 / 結晶構造 / 有機シラン化合物 / 対称中心 / イオン置換 / 有機無機ハイブリッド / ハライド / 反転中心 / モリブデン / 金属クラスター / ビルディングブロック / 自己組織化 / 両親媒性分子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
モリブデンクラスター錯体は、表面に置換可能な6つの配位子を有する全長0.8～1 nmの錯陰イオンであり、金属クラスター特有の光電子機能と柔軟な組成設計性をあわせもつ巨大構造素子である。本研究は、錯体表面に長鎖炭化水素を修飾し、炭化水素鎖同士の分子間相互作用を利用して、固体結晶中で錯体を自己組織化的に整列させる。錯体間のナノ空間や異方性など錯体配列の構造を配位子組成で制御し、物質吸着やイオン電導等をターゲットに新奇物質機能を開発する。
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| 研究成果の概要 |
八面体型モリブデンクラスター ([Mo6Xi8Xa6]2－; Xはハロゲン)の配位子や対カチオン置換を用いて有機無機複合結晶を合成し、(a) 結晶構造の高次構造化や (b) 対称性制御に基づく新奇機能の開発を目的とした。特に、(a) 有機シラン修飾ホスフィンオキシド配位子をXaサイトに置換した+4価のカチオン性クラスターを合成し、それらが連結したナノ構造体を作製した。また、(b) 対カチオンをメチルアンモニウム (CH3NH3+)に置換したメタルクラスター結晶を作製し、それらが対称中心のない極性結晶であることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で作製したメタルクラスターは、加水分解や脱水縮合反応を用いて、クラスター同士が連結した三次元状ナノ構造体の作製や、酸化物表面への固定化が可能であり、ナノ構造体を形成する構造素子として利用できる。また、CH3NH3+を用いたカチオン交換で作製したクラスター化合物は、第二次高調波発生や圧電性を発揮しうる極性結晶であり、作製プロセスや成形加工の容易さの観点から既存セラミックスにない利点がある。今後、上記の特性を活用した材料創製を展開することで、メタルクラスターの応用範囲の大幅な拡大に繋がると考えている。
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