シリカ系構造単位の設計による新規ナノ空間材料の創製

• 研究課題/領域番号: 24550229
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 早稲田大学 (2013-2014); 東京大学 (2012)
• 研究代表者: 下嶋 敦 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (90424803)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: シリカ / 多孔体 / 無機有機ハイブリッド

研究成果の概要

シリカ(SiO2)系多孔体は触媒や吸着材など幅広く利用されている。本研究では、ケージ状のシロキサン(Si-O-Si)骨格を有する分子をビルディングブロックとして用いた新規ナノ空間材料の合成について検討した。光機能性の有機リンカーを用いてケージシロキサンを３次元的に連結することによって、伸縮可能なネットワーク構造を有する新しいハイブリッド材料を得た。また、ケージシロキサンの頂点を位置選択的に修飾することに成功し、段階的なSi-O-Si形成による連結様式制御や、Si-O-M(M = 異種金属）形成による触媒活性サイトの導入に道を拓いた。

研究成果

• [雑誌論文] Preparation of Core-Shell Mesoporous Silica Nanoparticles with Bimodal Pore Structures by Regrowth Method (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirotaka Ishii, Takaaki Ikuno, Atsushi Shimojima, Tatsuya Okubo
  • 雑誌名: Journal of Colloid and Interface Science 巻: 448 ページ: 57-64
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2015.01.057
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Si Substrate as a SiO2 Source for the Preparation of Mesoporous SiO2–TiO2 Thin Films (2015)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Hara, Hirokatsu Miyata, Masahiko Takahashi, Atsushi Shimojima, Kazuyuki Kuroda
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 44 号: 3 ページ: 372-374
  • DOI: 10.1246/cl.141093
  • NAID: 130004868409
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Azobenzene–Siloxane Hybrids with Lamellar Structures from Bridge-type Alkoxysilyl Precursors (2014)
  • 著者名/発表者名: Sufang Guo, Watcharop Chaikittisilp, Tatsuya Okubo, Atsushi Shimojima
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 4 号: 48 ページ: 25319-25325
  • DOI: 10.1039/c4ra01709a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 二種類の官能基を有するかご型シロキサンの合成と反応性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤祥平, 山末奈央, 和田宏明, 黒田一幸, 下嶋 敦
  • 学会等名: 日本化学会第95年会
  • 発表場所: 日本大学（千葉）
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] Silica-Organic Hybrid Nanoarchitectures by Building-block Assembly (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Shimojima, Takaaki Ikuno, Natsume Koike, Ayae Sugawara-Narutaki, Tatsuya Okubo
  • 学会等名: The Materials Research Society of Indonesia (MRS-Id) Meeting 2014
  • 発表場所: Bali (Indonesia)
  • 年月日: 2014-09-28
  • 招待講演
• [学会発表] オリゴシロキサンの集合によるナノハイブリッド材料創製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下嶋 敦
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2014-09-11
  • 招待講演
• [学会発表] New Development of Organosilane and Organosiloxane Assembly Toward Designed Hybrid Materials (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Shimojima
  • 学会等名: International Conference on Nanostructured Materils for health, energy and environment (ICNM2014)
  • 発表場所: Flic-en-Flac (Mauritius)
  • 年月日: 2014-08-31
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis and Characterization of Ordered Siloxane-Azobenzene Hybrid (2012)
  • 著者名/発表者名: Sufang Guo, Tatsuya Okubo, Atsushi Shimojima
  • 学会等名: IUMRS-International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2012)
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] Porous Hybrid Networks Assembled from Cage-type Siloxanes and Organic Linkers
  • 著者名/発表者名: Atsushi Shimojima
  • 学会等名: 1st International Conference on Nanomaterials & Applications (NANOAPP2013)
  • 発表場所: Portoroz, Slovenia
  • 招待講演
• [学会発表] かご型シロキサンの有機架橋による多孔性ハイブリッドの創製
  • 著者名/発表者名: 下嶋 敦
  • 学会等名: 第32回無機高分子研究討論会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 招待講演
• [図書] The Sol-Gel Handbook, Chap.12 "Hollow Inorganic Spheres" (2015)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Shimojima
  • 出版者: Wiley-VCH
• [図書] ゾルゲル法の最新応用と展望 第二章2「分子設計に基づく細孔構造制御｣ (2014)
  • 著者名/発表者名: 下嶋 敦, 黒田一幸
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: シーエムシー出版