| 研究課題/領域番号 |
20H02750
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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34010:無機・錯体化学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
内田 さやか 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (10361510)
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| 研究分担者 |
立川 貴士 神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 教授 (20432437)
野田 泰斗 京都大学, 理学研究科, 助教 (00631384)
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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 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
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| キーワード | 銀クラスター / ポリオキソメタレート / イオン結晶 / 発光特性 / 複合材料・物性 / 金属クラスター / 金属酸化物 / 発光スペクトル / 固体NMR / 分子性アニオン / 固体ＮＭＲ / 触媒 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本申請は，無機金属酸化物クラスターアニオンであるポリオキソメタレートを構成要素とするレドックス活性なイオン結晶格子を鋳型として，核数・電荷・構成金属種・電子状態・幾何構造，が制御された混合原子価小核金属クラスターを合成し，各種化学プロセスへと展開するものである．金属クラスターは，気相あるいは多核金属錯体等を前駆体とした液相合成，ポリマーや配位子保護，分離精製技術，適切な担体の選択により，最近ではたった一原子分による機能の違いも明らかになっている．本申請の特長として，物質拡散が制限され電場勾配のある結晶格子内で，小核の金属クラスターが保護無しに安定に存在することが挙げられる。
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| 研究成果の概要 |
酸化還元活性なポリオキソメタレート(POM)を構成ブロックとした等構造な3つの多孔性イオン結晶を使用して小核銀クラスターを合成した。結晶を還元させたのち硝酸銀水溶液に浸漬すると結晶の細孔内部へ銀イオンが導入された。このとき、結晶を構成するPOMから電子を受けとることで生成された銀原子が、結晶内部で銀イオンと自己集合することで小核銀クラスターが形成された。得られたクラスターのサイズはPOMから銀イオンへの移動電子数と正の相関をもつことが示され、結晶の細孔内部で形成される小核銀クラスターのサイズが移動電子数という単一のパラメーターによって制御可能であることが本研究によって明らかにされた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
10個以下のごく僅かな数の銀原子の集合体である小核銀クラスターは、無数の銀原子の集合体である金属状銀とは異なり、サイズ（構成する原子の数）に強く依存した触媒活性・発光特性・電子的特性・磁気的特性を示すことから大きな関心を集めている。しかしながら小核銀クラスターは互いに凝集しサイズ成長しようとする傾向が強いため、保護配位子をもたずかつ空気中で安定な小核銀クラスターのサイズ制御された合成法は確立されていない。本研究により結晶の細孔内部で形成される小核銀クラスターのサイズが移動電子数という単一のパラメーターによって制御可能であることが明らかにされた。
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