| 研究課題/領域番号 |
21J22219
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
海老名 彩乃 東京理科大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2024-03-31
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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 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | 金属ナノクラスターのサイズ選択的合成法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
金属原子を精密に集合させた金属ナノクラスター(NCs)は、構成原子数によって多彩な機能を有する注目のナノ材料である。金属NCsは、露出した金属コア表面を有機配位子で保護し、安定性を向上させることが可能であり、さらに異なる配位子と反応させると、クラスター全体の幾何構造が大きく変化し、高収率で新規金属NCsを合成することが可能である。本研究では、このような配位子交換に伴う合成反応について、反応時間毎の試料を高速液体クロマトグラフィーで分離し、評価することで詳細なメカニズムを明らかにし、さらに合金NCsを用い同様に反応させることで、僅か１原子の違いが生み出す挙動の差異を観測することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
本年度の研究活動では、金属ナノクラスター（NCs)の高機能化手段として広く用いられている配位子交換反応と合金化について、これらを組み合わせた際に両手段が双方にどのような影響を及ぼすかについて明らかにした。具体的には、金属原子25個からなる金25原子NCsおよび、金24パラジウム1原子NCs、金24白金1原子NCsに対して同一の配位子を加えることで配位子交換反応を進行させた。各金属NCsを用いた際に反応において得られる反応中間生成物や最終生成物の評価を行い、電子構造や化学組成情報を比較することで合金化の影響を明らかにした。評価方法には高速液体クロマトグラフィーを用い、反応系中に生成する複数の化学種を分離し、成分毎の吸収スペクトル変化から詳細な電子構造変化を観測した。また、これら反応系中の複数の化学種と最終生成物については、質量分析によって化学組成情報を得た。その結果、3種類の金属NCsをそれぞれ配位子交換反応させた場合には、得られる生成物NCsの金属数や配位子数、電子構造が大きく異なることが明らかとなった。これは、合金化のために導入する異種金属原子（パラジウム、白金）によって、反応開始時の金属NCsの骨格構造の柔軟性が影響していると考えられる。また本研究では、反応中間生成物もしくは最終生成物として、これまでに報告のない３つの金属NCsの合成に成功しており、配位子交換反応と合金化を組み合わせた従来よりも選択的な金属NCsの合成法を明らかにしたという点で意義がある。
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| 現在までの達成度 (段落) |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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