| 研究課題/領域番号 |
21K18961
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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33:有機化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
久木 一朗 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (90419466)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 水素結合 / 多孔質構造体 / 単結晶 / 多孔質結晶 / ヘキサアザトリフェニレン / ジベンゾクリセン / 有機結晶 / 多孔質材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
構造と物性を自由にデザインできる有機分子の特徴を生かして、有機分子を基盤とした安定な多孔質単結晶を調整し、一連の「単結晶触媒」を構築する。さらにその単結晶を、あたかもプリンターのインクカートリッジのように微少流路系に装填・交換できる「単結晶触媒カートリッジ」として展開するための要素技術開発および概念実証を目的とする。
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| 研究成果の概要 |
様々な空孔径を有する同型多孔質結晶は、多孔質材料のライブラリーとして利用できる。しかし、チャネル構造を有する単結晶性の多孔質有機結晶の同型ライブラリー構築はこれまで困難であった。本研究では、ねじれたπ共役骨格のかみ合い積層を利用することによって、単純なカルボン酸の水素結合2量化であっても、活性化後に単結晶性を維持できるような剛直な多孔質有機結晶の構築に成功した。これらの結果は、単結晶性の多孔質結晶を構築するための指針として利用でき、今後は単結晶の形態を制御できる条件を見つけることによって、単結晶用いた反応流路へと展開できると期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
多様な分子を用いることで、チャネル空間の形状、開口サイズおよびチャネル表面の性質を必要に応じて変調させた多孔質材料が構築できるが、これまでは、十分な大きさのチャネル空間を有した「堅牢な有機結晶」を、非共有結合によって構築することは困難であり、特に同型構造をもつライブラリー構築に指針は無かった。これに対し、カルボン酸の2量化という単純な分子結合モチーフをπ共役骨格の剛直な積層構造と同時に用いるという普遍性のある手法で、十分な大きさのチャネル空間を有した「堅牢な有機結晶」を構築できた点に学術的な意義がある。
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