| 研究課題/領域番号 |
22K14698
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分34010:無機・錯体化学関連
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| 研究機関 | 神奈川大学 |
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研究代表者 |
楠本 壮太郎 神奈川大学, 化学生命学部, 助教 (90909657)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | ソフトクリスタル / 弾性結晶 / 塑性結晶 / 柔軟性制御 / 機能発現 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
結晶材料の柔軟性を向上及び制御することは、フレキシブルな光学デバイスへの応用などにおいて重要な研究課題である。柔軟な分子結晶開発に関する研究は「分子設計の確立」および「機能化」という観点で進められているが、適切な柔軟性を有する単結晶の作製、つまり緻密な柔軟性の制御手法に関する知見は乏しい。本研究課題では、単結晶の精密な柔軟性制御を目的とする。その戦略として、分子集積を保持しつつ分子間相互作用や結合強度を緻密に変調させることによって達成する。研究の達成によって結晶工学・分子科学の境界領域開拓、物性化学への応用による新規機能性材料の開発、材料科学への学術的貢献を目指す。
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| 研究実績の概要 |
結晶材料の柔軟性を向上及び制御することは、フレキシブルな光学デバイスへの応用などにおいて重要な研究課題である。本研究では、分子集積を保持したまま分子間相互作用や結合強度を緻密に変調させることによって結晶の柔軟性の精密制御が可能か検討した。アルキル長鎖化合物にX=F, Cl, Br, Iを導入することで、アルキル鎖のファスナー効果を利用し集積構造は保持したまま、ハロゲン間相互作用を変調させた。それぞれの化合物の単結晶構造解析に成功した。いずれの化合物においてもアルキル鎖によるファスナー効果が観測されたがハロゲン間の相互作用の様式における規則性はほとんど見られなかった。しかし、いずれの結晶においても結晶の柔軟な挙動が観測された。その機械的強度をナノインデンテーションにより評価した所、Fを導入したアルキル長鎖化合物において顕著な柔軟性が観測され、結晶柔軟性の制御に併せて、極めて柔軟な機械的特性を有する分子結晶の合成に成功した。またハロゲン基による結晶柔軟性の変調に加えて、アルキル鎖超依存による機械的強度の変調を行った。その3点試験による評価の結果、確かに柔軟性の鎖長依存性が観測された。
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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
当年度は、ハロゲン基を導入した化合物の単結晶構造解析に成功したのに加え、アルキル鎖超依存による結晶の機械的強度の変調を行った。その3点試験による評価の結果、確かに柔軟性の鎖長依存性が観測された。従って、ハロゲン基依存および鎖長依存の両分子設計からのアプローチにより更なる精密な柔軟性制御が期待できる。これら鎖長依存に関して単結晶構造解析および分子間相互作用計算により更なる知見を得る予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
ハロゲン基依存による結晶の機械的柔軟性が変化することが明らかとなったため、次の段階として鎖長依存性に着目する。鎖長依存性による集積構造の安定化に着目することで、結晶の機械的柔軟性の更なる精密制御を目指す。
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