| 研究課題/領域番号 |
20H00381
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
宮坂 等 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50332937)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
46,020千円 (直接経費: 35,400千円、間接経費: 10,620千円)
2023年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2020年度: 24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円)
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| キーワード | 多孔性磁石 / 金属ー有機複合格子 / ガス吸着 / 磁気相変換 / 多重情報変換システム / 溶媒吸脱着 / 結晶ー結晶転移 / ホステーゲスト間相互作用 / ホストーゲスト間電荷移動 / 金属-有機複合骨格(MOF） / ホストーゲスト間電子移動 / 金属ー有機複合骨格（MOF） / 金属ー有機複合骨格 / 温度誘起電子移動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
多様なガス雰囲気に対する化学ー物理情報変換を可能にする環境応答型多孔性磁石を提案する。吸着するゲスト分子の個々の性質（種類）、量（ガス圧）に応じて、柔軟に構造・電子・磁気挙動（誘電性×伝導度×磁気相種類×磁気相転移温度、が可変パラメータ）を変調する多孔性分子磁石に着目し、ゲスト応答・誘電応答・電子伝導・スピン秩序の複数関数の多角的同時解析を行うことで、多成分分析が可能な環境応答型多孔性材料を創製する。ゲスト分子の直接的その場観測を多様な測定方法により行い、動的な構造変位、電子配向とスピン秩序を多方面から立証する。
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| 研究成果の概要 |
多様なガス雰囲気下で物理的性質、特に磁気的性質を変える「化学―物理情報変換」を可能にする環境応答型多孔性磁石を提案することを目的とした。結晶溶媒やガス脱挿入により電荷状態を変える錯体格子化合物を数多く見出し、その電荷移動と磁気的性質のスイッチ現象の詳細を明らかにした。また、二酸化炭素などの一般的な小分子ガスでスピン状態を変える新規スピン・クロスオーバー錯体も幾つか見出すことに成功した。混合ガスという雰囲気下実験では、酸素と窒素の混合ガス下で混合割合により磁気転移が変換する現象も捉えることに成功し、二酸化炭素とアセチレンのよる吸着と磁気相変換の違いも見出すに至っている。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在、特定のガスに対する分離・吸蔵・変換を目的として、ボトム・アップ化学による様々な錯体格子が作られ、世界的規模で精力的に研究されている。その背景は、エネルギー問題や環境問題に掛かるカーボンニュートラルを指向した社会的要請である。本研究の意図・目的は２つある。１つは、上記に関連して、ガス分子の吸脱着による物性変換格子を見出すことである。それにより、特定のガス吸着による応答材料（信号材料・センサー・スイッチ材料）を創製できる。２つ目は、微小の化学物質で駆動するインテリジェント分子素子を創製することである（近未来分子材料の創製）。いずれも、社会的な喫緊課題と将来的なニーズに向けた重要な成果である。
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