| 研究課題/領域番号 |
19K22115
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
吉本 惣一郎 熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 准教授 (30323067)
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| 研究分担者 |
竹内 正之 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (70264083)
西山 勝彦 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (10202243)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | ポルフィリン５量体 / 分子回転 / 軸配位 / 走査型トンネル顕微鏡 / レドックス制御 / 配位結合 / ポルフィン前駆体 / 薄膜形成 / 原子間力顕微鏡 / 多点配位 / 走査型プローブ顕微鏡 / 電気化学界面 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
分子機械の研究分野は，回転やねじれなどの分子運動を利用した溶液中でのケミストリーから基板上で分子の動きをナノスケール可視化し分子の動的挙動の解明へと展開されつつある。超高真空中極低温から室温レベルへの制御へ展開し，より現実的な空間における動作・制御を開拓・実現することが重要となる。
本研究では，溶液中において分子の動的な制御を実現するために，基板上に異種金属ポルフィンのスター型５量体を作製し，電解質溶液中，電気化学的なレドックス制御によりON-OFFシグナル機能を実証する。さらに，スター型５量体ポルフィン上を動くブリッジ分子をデザインし，室温で分子を駆動する新しい概念を提唱する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，溶液中において分子の動的な制御を実現するために，基板上に異種金属ポルフィンのスター型５量体の合成に取り組んだ。目的物である５量体の単離には最終的に至らなかったが，相補的な成果として，広い電位窓を有するイオン液体中における金単結晶電極のイオンの吸脱着挙動を解明した。分子合成の困難と練り直しに直面しつつも，電気化学的なレドックス制御による室温で分子を駆動するための条件の精査に繋がった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
構造が規定された異種金属ポルフィンのスター型５量体の合成に挑戦し，いくつかの合成ルートに基づき合成をおこなった。最終的に目的物の単離に至らなかったが，混合物の中に５量体の存在は確認できた。本研究で取り組んだアプローチはある意味妥当であったが，得られた生成物から目的物を単離するための術がポイントであった。この点は次に繋げつつ改善していくとともに，2022年には第２回目のナノカーレースが開催され，引き続きこの分野が世の中の興味関心を引き続ける分野であることが示された。
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