透過電子顕微鏡法による金属有機構造体およびその分子内包複合構造の構造解析

• 研究課題/領域番号: 25390023
• 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: ナノ材料化学
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 劉 崢 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 無機機能材料研究部門, 主任研究員 (80333904)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: ナノマイクロ構造解析 / 金属有機構造体 / 電子顕微鏡 / 構造解析 / 共有結合性有機骨格構造

研究成果の概要

本研究は、透過/走査透過電子顕微鏡(TEM/STEM)を用いた金属有機構造体(MOF)材料の構造解析を可能にする手法を開発し、これを新規なMOFとその内包分子の構造解明に活用することで、MOFの開発・応用の発展に寄与するものである。
平成25年度は、電子線ダメージを低減しかつ必要な空間分解能を得るための最適なTEM観察条件を明らかにした。26年度は、この最適条件を基に、更に多様な新規に合成されたMOF材料の構造を決定した。27年度は、更に３種類の新規合成MOFに加え、３種類の共有結合性有機骨格構造体材料の構造解析、及びMOF材料空隙中に分子や金属クラスタなどを内包させた複合構造の解析を遂行した。

研究成果

• [雑誌論文] Weaving of organic threads into a crystalline covalent organic framework (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuzhong Liu, Yanhang Ma, Yingbo Zhao, Xixi Sun, Felipe Gandara, Hiroyasu Furukawa, Zheng Liu, Hanyu Zhu, Chenhui Zhu, Kazutomo Suenaga, Peter Oleynikov, Ahmad S. Alshammari, Xiang Zhang,Osamu Terasaki, Omar M. Yaghi
  • 雑誌名: Science 巻: 351 号: 6271 ページ: 365-369
  • DOI: 10.1126/science.aad4011
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mesoscopic Constructs of Ordered and Oriented Metal－Organic Frameworks on Plasmonic Silver Nanocrystals (2015)
  • 著者名/発表者名: Yingbo Zhao, Nikolay Kornienko, Zheng Liu, Chenhui Zhu, Shunsuke Asahina, Tsung-Rong Kuo, Wei Bao, Chenlu Xie, Alexander Hexemer, Osamu Terasaki, Peidong Yang, Omar M. Yaghi
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 137 号: 6 ページ: 2199-2202
  • DOI: 10.1021/ja512951e
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of chiral metal oxide complexes with tunable electron transition-based optical activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Liguo Ma, Yingying Duan, Yuanyuan Cao, Shunsuke Asahina, Zheng Liu and Shunai Che
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 49 号: 99 ページ: 11686-11688
  • DOI: 10.1039/c3cc45960h
  • 査読あり
• [学会発表] Applications of electron microscopy on easily e-beam damaged MOFs materials (2015)
  • 著者名/発表者名: Zheng Liu
  • 学会等名: State Key Laboratory of silicon Materials Special Seminar
  • 発表場所: Hang Zhou, China
  • 年月日: 2015-11-19
  • 招待講演
• [学会発表] Atomic and Electronic Structures of Nano-carbon Materials investigated by state-of-the-art (S)TEM (2014)
  • 著者名/発表者名: Zheng Liu
  • 学会等名: Department of Chemistry Yaghi Lab Special Seminar
  • 発表場所: Berkeley, America
  • 年月日: 2014-10-30
• [学会発表] Pore Structure Evaluation of Metal-Organic Frameworks by Using HRTEM (2013)
  • 著者名/発表者名: Zheng Liu, Hexiang Deng, Omar M. Yaghi, Terasaki Osamu
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第57回シンポジウム
  • 発表場所: 愛知県産業労働センター（名古屋市）