| 研究課題/領域番号 |
23K23423
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02155 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35030:有機機能材料関連
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
関 朋宏 静岡大学, 理学部, 准教授 (50638187)
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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 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2024年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
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| キーワード | 結晶 / 発光 / 相転移 / クロミズム / サリエント効果 / 多形 / 錯体 / 刺激応答性 / メカノクロミズム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、光照射による結晶の機械的挙動の発現を示す分子結晶の開発、機械的刺激や光照射による電子物性の変化を利用した機能性材料やデバイス開発に取り組む。また、多様な金属を含む金属錯体から、所望の機能を示す分子結晶群の開発手法の確立や、複数の刺激に応答する分子結晶の開発、多段階相転移に基づくスマートマテリアル材料の開発を達成する。いずれの場合も、詳細な単結晶構造情報を基に、材料の刺激応答性の起源を明らかにし、未知の機能－構造相関を解明すること、新しい機能性材料科学の発展に寄与することを目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、革新的で多様な刺激応答性を示す分子結晶群の開発に取り組む。特に、分子結晶の周期規則構造に基づくユニークな機能に着目した多彩な刺激応答性の発現を目指す。これまでの研究に置いて、ある金属錯体分子群が多くの特異な刺激応答性（発光性メカノクロミズムや光相転移、etc）を示すことが明らかとなっている。本研究では、金属イオンや配位子を様々に変え、さらなる未知の刺激応答性の開発を達成する。特に新規金属錯体では、これまでにない分子幾何構造に基づく新規結晶構造や、その相転移に基づく新機能の発現が期待できる。以上のような指針に基づき、新規かつ革新的な刺激応答性材料群を体系的に開発し、材料科学の発展に寄与する。
ある白金錯体分子を合成し、結晶化を行うと、発光色の異なる2種の結晶が得られた。それぞれのX線回折測定より、2つの結晶は結晶多形であり、分子配列の違いが互いに異なる発光の起源であることが明らかとなった。また、応力刺激に対して発光が変化することが明らかとなった。この発光性メカノクロミズムは、結晶ーアモルファス相転移に金していることが、XRD測定より明らかになった。また、構造類縁体が異なるメカノクロミック特性（刺激前後の発光波長・色）を示すが、均化反応や不均化反応によって、これらを制御できる前例のない現象も明らかにすることができた。
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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
これまで金錯体からなる分子結晶の開発を行ってきたが、他の分枝系（白金錯体など）への拡大に成功した、とくに刺激の応答性を発現させる方法論の確立や前例のない刺激応答性の制御手法に関しても新たに確立することができた。同様の方法論で合成した多くの白金錯体が結晶化により、各種刺激応答性を示すことを明らかにしている。
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| 今後の研究の推進方策 |
金錯体・白金錯体以外の分子からなる分子結晶に関してその刺激応答性の開発を進める。特に結晶の変形や機械的特性に関して未知の応答性やプロパティの発現を実現する。特に有機化合物をベースとした化合物群の、結晶多形、発光特性、機械的特性との関連を重点的に調査する。
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