| 研究課題/領域番号 |
19K15583
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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34010:無機・錯体化学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
塚本 孝政 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (10792294)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | デンドリマー / 金属錯体 / 有機－無機複合体 / 自己組織化 / 超分子 / 金 / 銀 / 銅 / トリフェニルメチリウム / インジウム / スズ / ホスト－ゲスト錯体 / 細胞型ナノ物質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、樹状高分子であるデンドリマー分子が持つ特異なナノ空間を利用して、空間内部に多数の機能性分子を集積・配列させた超分子「細胞型ナノ物質」を創成する。更に、この超分子を構造単位とした新たな物質「細胞型ナノ物質集合体」を組み上げる。
「異なる役割を持つ細胞が集合することで複雑な機能を実現する」という生体の様式に着目し、この構造体を利用したこれまでにない機能性材料の提案・実証を行う。
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| 研究成果の概要 |
本検討では、多数のルイス塩基性のイミンユニットを持つ第４世代デンドリマーをホスト材料として用い、ゲスト材料であるルイス酸性の金属塩の錯体形成反応を利用した混合集積錯体を「細胞型ナノ物質」のモデルとした。デンドリマーは分子中心のイミンほど強い塩基性を持つように設計し、また金属塩の酸化数・対アニオン等による酸性度の変調を行なうことで、結果として、デンドリマーの内側から複数の金属元素が、正順・逆順・入れ子・反転入れ子等の構造で自己集積した、複雑な多元素多核錯体の合成に成功した。このようにして、ホスト材料中の所望の位置に所望のゲスト分子を自己配列・組織化させる技術を初めて確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
天然の光合成系や酵素などの高効率・高選択的な反応は、たんぱく質中の機能性分子の高度な自己配列・配向により実現されているが、このような複雑なナノ空間制御は人工的に構築・模倣することが困難とされている。本研究では、分子の自己組織化挙動のみを利用して、ホスト分子内の所望の位置に所望のゲスト分子を自在集積させる技術の開発に初めて成功した。この技術を応用することで、ゲスト分子の高度な自己配列・配向によって初めて生み出される特異な機能、超交換相互作用・光エネルギー移動・多段階レドックス等の化学現象を容易に発現させることが可能になるため、今後、新奇超分子機能性材料の開拓に向けた足掛かりになると考えられる。
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