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フロー精密合成システムを駆使した電子移動型強誘電体材料の創成

研究課題

研究課題/領域番号 21K20544
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0501:物理化学、機能物性化学、有機化学、高分子、有機材料、生体分子化学およびその関連分野
研究機関関西学院大学

研究代表者

秋吉 亮平  関西学院大学, 理学部, 助教 (00907537)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード錯体化学 / フロー合成 / 機能性金属錯体 / フロー精密合成 / マテリアルズインフォマティクス / 誘電体材料
研究開始時の研究の概要

本研究では、金属錯体が示す電子移動に立脚した双極子モーメントを世界に先駆けて実現し、その分子ユニットをフロー精密合成システムを駆使して配向させることで、従来までの構造の変化に基づく強誘電体と一線を画した“電子状態の変化に基づく新たな強誘電体材料の創成”を目指す。更に、フロー精密合成が得意とするハイスループット合成と機械学習を始めとするマテリアルズインフォマティクスを統合することで、合理的且つ効率的に研究を推進し、分子性強誘電体の開発に向けた新しい設計指針を打ち立てる。

研究成果の概要

金属錯体は、その分子配列や集積構造に応じて多彩な機能物性を示すため、金属イオンや有機配位子、金属錯体分子の配列様式を自在に制御することは、学術的に極めて重要な課題である。本研究では、フロー精密合成システムを活用することで、従来までのフラスコ合成では実現不可能な分子集積の構築やそれに基づいた機能創出を目指した。特に、フロー合成システムの流速等の変更により、混合過程や反応の初期過程を精密に制御することで、一次元配位高分子および金属-有機構造体の分子配列や結晶サイズの制御に成功した。本研究成果は、金属錯体の分子集積および機能物性の自在制御に向けた新しい指針となると確信している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今日まで分子集積を制御するための試みが数多く行われてきたが、反応時間や濃度、温度等が制御されたフラスコ合成が主流である。本研究が着目したフロー精密合成システムは、医薬品の合成等、有機合成分野において多用される中、金属錯体の合成に利用した報告例は極めて限定的である。一方、本研究成果は、金属錯体の合成に有用であることを実証するものであり、集積構造および機能物性の自在な創出・制御に向けて有用な知見を与える。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Coupling Dielectric Functionality with Magnetic Properties in Coordination Metal Complexes2023

    • 著者名/発表者名
      Sekine Yoshihiro、Nakamura Rikuto、Akiyoshi Ryohei、Hayami Shinya
    • 雑誌名

      ChemPlusChem

      巻: - 号: 6

    • DOI

      10.1002/cplu.202200463

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective synthesis of two-dimensional semiconductive coordination polymers with silver-sulfur network2023

    • 著者名/発表者名
      Akiyoshi Ryohei、Saeki Akinori、Ogasawara Kazuyoshi、Yoshikawa Hirofumi、Nakamura Yuiga、Tanaka Daisuke
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: - 号: 20 ページ: 2990-2994

    • DOI

      10.1039/d3ce00106g

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of a One-Dimensional Columnar Structure on the Cathode Active Material Performance of Single Component Hexaazatriphenylene derivatives2022

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Akiyoshi, Makoto Fujiwara, Yoshinobu Kamakura, Takeshi Shimizu, Ryo Inoue, Yasuhiro Morisaki, Akinori Saeki, Hirofumi Yoshikawa, Daisuke Tanaka
    • 雑誌名

      ACS Appl. Energy Mater.

      巻: 5 号: 10 ページ: 12760-12767

    • DOI

      10.1021/acsaem.2c02377

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent advances in ferroelectric metal complexes2022

    • 著者名/発表者名
      Sekine Yoshihiro、Akiyoshi Ryohei、Hayami Shinya
    • 雑誌名

      Coordination Chemistry Reviews

      巻: 469 ページ: 214663-214663

    • DOI

      10.1016/j.ccr.2022.214663

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of Mixed-Metal MIL-68 under Mild Conditions by Controlling Nucleation Using a Microfluidic System2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Saki、Hirano Ayumi、Tanaka Yoko、Akiyoshi Ryohei、Yoshikawa Hirofumi、Tanaka Daisuke
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 22 号: 7 ページ: 4139-4145

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.2c00140

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Strong π-π Interaction of Hexaazatriphenylene Derivatives with Alternating Electron‐Withdrawing and ‐Donating Groups2022

    • 著者名/発表者名
      Hinokimoto Akira、Ono Toshinori、Fujiwara Makoto、Mori Hiroki、Akiyoshi Ryohei、Nakamura Shinya、Tsutsumi Osamu、Saeki Akinori、Kitagawa Yasutaka、Horike Satoshi、Tanaka Daisuke
    • 雑誌名

      Chemistry An Asian Journal

      巻: 17 号: 11

    • DOI

      10.1002/asia.202200225

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of Porous Coordination Polymer Containing Aromatic Azo Linkers as Cathode Active Materials in Sodium-Ion Batteries Application of Porous Coordination Polymer Containing Aromatic Azo Linkers as Cathode Active Materials in Sodium-Ion Batteries2022

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Shimizu, Takumi Mameuda, Hiroki Toshima, Ryohei Akiyoshi, Yoshinobu Kamakura, Katsuhiro Wakamatsu, Daisuke Tanaka, and Hirofumi Yoshikawa
    • 雑誌名

      ACS Appl. Energy Mater

      巻: 5 号: 4 ページ: 5191-5198

    • DOI

      10.1021/acsaem.2c00537

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Ferroelectric Metallomesogen Exhibiting Field‐Induced Slow Magnetic Relaxation2021

    • 著者名/発表者名
      Akiyoshi Ryohei、Zenno Hikaru、Sekine Yoshihiro、Nakaya Manabu、Akita Motoko、Kosumi Daisuke、Lindoy Leonard F.、Hayami Shinya
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 28 号: 5

    • DOI

      10.1002/chem.202103367

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 含硫黄一次元半導体配位高分子の合成および金属イオン種と物性の相関2023

    • 著者名/発表者名
      小倉 早織、中谷 侑華、橋本 妃央、佐伯 昭紀、秋吉 亮平、田中 大輔
    • 学会等名
      日本化学会第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 含硫黄鉛二価配位高分子の合成と物性評価2023

    • 著者名/発表者名
      魚谷 朋生、秋吉 亮平、田中 大輔
    • 学会等名
      日本化学会第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] トリチオシアヌル酸を配位子としたマンガン二価配位高分子の合成および物性評価2023

    • 著者名/発表者名
      松田 慶一、秋吉 亮平、田中 大輔
    • 学会等名
      日本化学会第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ベンゼンチオール誘導体を用いたスズ二価含硫黄配位高分子の合成と物性評価2023

    • 著者名/発表者名
      酒井 孝輔、秋吉 亮平、田中 大輔
    • 学会等名
      日本化学会第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 弾性変形を示す含硫黄一次元半導体配位高分子の開発2023

    • 著者名/発表者名
      野島 芹菜、秋吉 亮平、佐伯 昭紀、田中 大輔
    • 学会等名
      日本化学会第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 液晶特性を示す二次元半導体配位高分子の合成と物性評価2023

    • 著者名/発表者名
      澤田 智絵、秋吉 亮平、佐伯 昭紀、速水 真也、田中 大輔
    • 学会等名
      日本化学会第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Pb基板上における含硫黄半導体配位高分子の結晶成長と薄膜形成2023

    • 著者名/発表者名
      上野 美早紀、本郷 佐和、秋吉 亮平、田中 大輔
    • 学会等名
      日本化学会第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流路を活用した含硫黄1次元金属有機構造体の合成と結晶サイズの制御2023

    • 著者名/発表者名
      東 和哉、秋吉 亮平、田中 大輔
    • 学会等名
      日本化学会第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ベンゼンチオール誘導体を配位子とした鉛二価配位高分子の半導体特性2023

    • 著者名/発表者名
      秋吉 亮平、佐伯 昭紀、田中 大輔
    • 学会等名
      日本化学会第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流路を活用した鉄二価スピンクロスオーバー錯体の合成2022

    • 著者名/発表者名
      辻村至音、秋吉亮平、田中大輔
    • 学会等名
      日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-10-22   更新日: 2024-01-30  

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