| 研究課題/領域番号 |
21K04805
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 九州大学 (2023)
北海道大学 (2021-2022) |
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研究代表者 |
石田 洋平 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (00726713)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 金属ナノ粒子 / クラスター / 超分子 / 光化学 / 光触媒 / ナノ粒子 / 超分子化学 / 静電相互作用 / 配位結合 / 光反応 / 金属クラスター |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者独自の金属クラスター合成・金属クラスター表面での有機化学反応手法を基に、分子性金属クラスター表面を原子精度で精密な3次元化学反応場として利用した3次元分子集合構造制御と光化学反応・人工光合成系への応用、さらに金属コアと表面分子の電子状態のカップリングにより新たに発現する「分子-金属クラスター」構造の光触媒機能などを超分子化学的な手法により探索する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、原子精度で精密な分子性金属クラスター化合物の超分子化学的な修飾手法の開発を行った。まず、新規なクラスター材料の合成とその表面における配位子の選択的化学反応手法の確立を行った。表面にピリジル基を有する金25量体クラスターを合成し、クラスター表面へのメンシュトキン反応により表面のカチオン電荷数の段階的制御が可能であることを見出した。合成した塩基性クラスター表面に対して金属イオンの配位を行うことで、表面に光触媒反応活性を与えることに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
原子精度で精密に合成された金属クラスター化合物は、従来の金属ナノ材料とは異なる特異な機能を発現する。例えば、高効率な光触媒や発光素子、光学材料などの応用につながると期待される。化石資源の大量消費に伴うエネルギー危機、二酸化炭素の大量排出による気候変動への懸念が深刻な問題である中、本成果を基に高機能なクラスター材料の開発が進展することで、化石資源依存のエネルギー消費システムから自然循環エネルギーシステムへの転換に資することができる。
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