| 研究課題/領域番号 |
20H02547
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分28010:ナノ構造化学関連
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| 研究機関 | 東北大学 (2020, 2022-2023)
京都大学 (2021) |
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研究代表者 |
坂本 良太 東北大学, 理学研究科, 教授 (80453843)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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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 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
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| キーワード | 分子性ナノシート / 炭素材料 / 触媒 / グラフィジイン / ナノシート / 分子ナノシート / ナノカーボン / 2Dポリマー / 2D MOF / 2D COF / 分子ナノワイヤ / 薄膜 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
炭素―炭素共有結合に基づくπ共役分子ナノシートの創製および構築法の確立は, 化学者の夢のひとつであるとともに, 機能・応用面でも大きな将来性を有する研究対象である. 本申請課題では優れた半導体材料として機能することが理論的に予測されているものの, 未だ実証されていない単層グラフィジイン (GDY) を創製し, その電気特性を明らかとすることを目的に設定する. 分子ナノシートの特長であるモノマーの自在設計による豊富なバリエーションの実現を活かし, 種々のGDY類縁体についても単層化・半導体特性評価を行うとともに, 電池電極素材などのバルク材料としての応用展開なども行う.
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| 研究成果の概要 |
有機分子・金属イオンからナノシート格子を構築する「分子性ナノシート」という物質群が存在するが，国内外でここ10年にようやくその構築が報告され始めた萌芽的な研究対象である．分子性ナノシートが日本社会・産業に破壊的イノベーションをもたらす上の解決すべき問題点として, 現状, 分子性ナノシートの合理的な機能創出と応用展開の欠如がある．本研究では，分子性ナノシート類のリチウムイオン電池活物質としての利用，光触媒への応用など，基礎・応用両面で重要な成果を挙げた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では分子性ナノシートの様々な応用展開を提案することに成功した．二次元物質は革新的ナノ材料として，大きな期待を集めている．例えば，グラフェンは次世代のエレクトロニクスを担う電子材料として世界各国の電機メーカーも研究に参入しており，基礎研究レベルを超えた熾烈な開発競争が繰り広げられている．魅力的な物性を有しナノ材料として機能する「分子性ナノシート」を提案できれば産業界から注目を集めることは想像に難くない．
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