| 研究課題/領域番号 |
22K05054
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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32020:機能物性化学関連
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| 研究機関 | 横浜市立大学 |
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研究代表者 |
佐々木 俊之 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 助教 (20762066)
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| 研究分担者 |
佐藤 久子 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (20500359)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2025年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 共結晶 / キラリティー / 電子線回折 / 機械化学的合成 / 振動円二色性分光法 / 有機結晶 / 双晶 / 相転移 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
キラリティーは、物質(無機物・有機物)から生命体まで幅広く観測される自然界における最も根本的な性質の1つである。キラリティーの有無や左右の違いは、生物活性や光電子特性に大きな変化をもたらす。本研究では有機結晶が示す「外部刺激により誘起される単結晶―単結晶構造転移」という特徴を利用し、結晶のキラル特性のON/OFFや左右を自在に制御する手法(材料)の開発を目的としている。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、結晶のキラリティーの有効利用を目指した、外部刺激による結晶のキラリティー制御を目的としている。特に、必要なタイミングで必要な量のキラリティーを必要な場所に発現させるという時空間的な精密制御を目指す。
2022年度は、キラル分子からだけでなくアキラル分子からのキラル結晶の合成も行い、結晶構造解析に基づく幾何学的評価および振動円二色性分光法に基づく分光学的評価によるキラル解析を達成した。キラル分子からなるキラル結晶に関しては、不斉中心から離れた位置を化学修飾することで結晶のキラリティーが反転することを確認した。これらの結晶構造を詳細に比較してキラル反転の要因を解明することは、結晶のキラル制御法の確立につながる。
さらに、新たなキラル結晶の創出を目的とした戦略として機械化学的合成法を導入した。報告例は限られるものの、複数成分の混合とすりつぶしによって、溶液からの結晶化とは異なる結晶構造が得られることが知られている。このような機械化学的手法は新たな結晶構造の探索には有望である一方で、すりつぶしによって調製するために一般的な結晶構造解析法である単結晶X線回折測定が行えないという問題があった。そこで本研究では電子線回折に着目し、粉末状サンプルから粉末の1粒ずつの回折像を得ることで、機械化学的に特異な結晶構造の解析に成功した。本手法により新たなキラル結晶の創出と幾何学的なキラル評価が可能となり、本研究の目的達成につながる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
複数のキラル結晶について、目的としていた外部刺激によるキラル変化を達成している。また、結晶構造解析による幾何学的なキラリティー評価だけでなく、分光学的キラリティー評価やキラル変化の一因としての結晶の安定性の評価も同時に行っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、熱や光などの外部刺激によるキラリティー変化を示す系の探索を進める。また、これまでに見つかった系については、エネルギー計算などを通してより詳細な結晶構造評価を行い、キラリティー変化の機構解明を行う。最終的には、この機構に基づいて任意のキラリティーを任意の時間・量で発現させるための手法開発を目指す。
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