| 研究課題/領域番号 |
21K18871
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
淺川 雅 金沢大学, ナノマテリアル研究所, 准教授 (90509605)
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| 研究分担者 |
古山 渓行 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (30584528)
雲林院 宏 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (40519352)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | 原子間力顕微鏡 / 液中原子間力顕微鏡 / AFM探針 / defocused imaging / 精密分子設計 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
液中原子分解能を有する原子間力顕微鏡(AFM)の発展により、固液界面現象(触媒反応、分子吸着、結晶成長など)の微視的理解が大幅に進展することが期待される。本研究では、AFM探針の終端構造を単原子レベルで精密設計することで、液中原子分解能AFM像の解釈を「推測」から「原子・分子スケールで理解する」ことへ進化させる。この探針先端の精密設計により先端構造が一意に決まるため、再現性を大幅な向上や近年急速に進展している計算機シミュレーションとの連携もより強固になると期待される。
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| 研究成果の概要 |
AFM探針に取り付ける骨格構造として複数の剛直骨格を有する候補分子の合成やカップリング反応の検討を進めた。剛直骨格を分子探針として使用するために重要な揺らぎ・変形に関する性質を周波数変調AFMおよび3次元走査型AFMで単一分子スケール評価できることを実証した。またSi製の探針先端への固定化を目指したカップリング反応では、具体的にはSi表面へはシラノールやリン酸基の縮合反応やAu蒸着後のチオールによる固定化を検討した。さらにヒュスゲン環化付加に代表されるクリックケミストリー分野で報告されているクロスカップリング反応によって再現性良く剛直分子を固定化することを示し、周波数変調AFMで可視化した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた成果は、液中原子分解能を有する周波数変調AFMや3D-AFMの再現性の大幅な向上に加えて、得られたAFM像に基づく界面構造・界面現象の微視的理解を深めることに繋がる。界面構造・界面現象の微視的理解が進展することで、固体触媒で反応が生じる界面の精密設計・精密制御やエネルギー関連物質の貯蔵・放出や環境浄化に使用できる高機能吸着材料の新規開発や高機能化に貢献することができると期待される。
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