分子構造デザインによる非シリカ系ハイブリッドメソ多孔体の精密合成技術の開発

• 研究課題/領域番号: 26288110
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機工業材料
• 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: 木村 辰雄 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, 研究グループ長 (20308191)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
• キーワード: 多孔体 / メソポーラス / 無機固体化学 / ナノ機能材料

研究成果の概要

各種金属ホスホン酸塩のメソ多孔化を可能とするため、金属源と架橋型ホスホン酸化合物との反応性を精密に制御するための新しい方法論を提案する。ホスホン酸エステルを部分的に酸型にして金属源との反応性を調整した。その結果、ホスホン酸エステルの有機合成も取り入れ、ベンゼン架橋だけでなく、アニリン及びベンゼンスルホン酸で架橋された表面構造を有するメソポーラスホスホン酸アルミニウム薄膜を得ることに成功し、親水空間の存在によって誘起される特異な吸着機能や触媒機能の調査が可能なレベルに到達できた。

研究成果

• [国際共同研究] 国立台湾大学(台湾)
• [雑誌論文] Water sorption property controlled by nanoscale pore connectivity of large-sized cage-type mesopores (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Kimura, Yusuke Yamauchi
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 巻: 16 号: 9 ページ: 9307-9310
  • DOI: 10.1166/jnn.2016.12913
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaporation-induced self-assembly process controlled for obtaining highly ordered mesoporous materials with demanded morphologies (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Kimura
  • 雑誌名: Chemical Record 巻: 16 号: 1 ページ: 445-457
  • DOI: 10.1002/tcr.201500262
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Toward compositional design of reticular type porous films by mixing and coating titania-based frameworks with silica (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Kimura
  • 雑誌名: APL Materials 巻: 3 号: 12 ページ: 126101-6
  • DOI: 10.1063/1.4936665
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Predictable shrinkage during the precise design of porous materials and nanomaterials (2015)
  • 著者名/発表者名: Saikat Dutta, Kevin C.-W. Wu, Tatsuo Kimura
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 巻: 27 号: 20 ページ: 6918-6928
  • DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b02435
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electrochemical Synthesis of Mesoporous Gold Films toward Mesospace-Stimulated Optical Properties (2015)
  • 著者名/発表者名: Cuiling Li, Omer Dag, Thang Duy Dao, Tadaaki Nagao, Yasuhiro Sakamoto, Tatsuo Kimura, Osamu Terasaki, and Yusuke Yamauchi*
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 号: 1 ページ: 6608-6608
  • DOI: 10.1038/ncomms7608
  • NAID: 120006541907
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Asymmetric block copolymers for supramolecular templating of inorganic nanospace materials (2015)
  • 著者名/発表者名: Bishnu Prasad Bastakoti, Yunqi Li, Tatsuo Kimura, Yusuke Yamauchi
  • 雑誌名: Small 巻: 11 号: 17 ページ: 1992-2002
  • DOI: 10.1002/smll.201402573
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Trace-level gravimetric detection promoted by surface interactions of mesoporous materials with chemical vapors (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Kimura, Nagy L. Torad, Yusuke Yamauchi
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry A 巻: 2 号: 22 ページ: 8196-8200
  • DOI: 10.1039/c4ta00775a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Towards vaporized molecular discrimination: A quartz crystal microbalance (QCM) sensor system using cobalt-containing mesoporous graphitic carbon (2014)
  • 著者名/発表者名: Jing Tang, Nagy L. Torad, Rahul R. Salunkhe, Jang-Hee Yoon, Md Shahriar Al Hossain, Shi Xue Dou, Jung Ho Kim, Tatsuo Kimura, Yusuke Yamauchi
  • 雑誌名: Chemistry - An Asian Journal 巻: 9 ページ: 3238-3244
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tailored design of functional nanoporous carbon materials toward fuel cell applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Jing Tang, Jian Liu, Nagy L. Torad, Tatsuo Kimura, Yusuke Yamauchi
  • 雑誌名: Nano Today 巻: 9 号: 3 ページ: 305-323
  • DOI: 10.1016/j.nantod.2014.05.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Macrostructure-dependent photocatalytic property of high-surface-area porous titania films (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Kimura
  • 雑誌名: APL Materials 巻: 2 号: 11 ページ: 113301-9
  • DOI: 10.1063/1.4897202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Artificial reticular structure by continuous titanium oxide frameworks (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Kimura
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry A 巻: 2 号: 27 ページ: 10688-10696
  • DOI: 10.1039/c4ta01448k
  • 査読あり
• [雑誌論文] In Situ Observation of the Evaporation-Induced Self-Assembling Process of Ps-B-Peo Diblock Copolymers for the Fabrication of Titania Films by Confocal Laser Scanning Microscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimura, T., Shintate, M., Miyamoto, N.
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 51 号: 7 ページ: 1230-1233
  • DOI: 10.1039/c4cc08497g
  • 査読あり
• [学会発表] Porous materials design based on framework shrinkage as the great potential to obtain unique and high-surface-area films (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Kimura
  • 学会等名: The 2nd Japan-Taiwan Joint Workshop on Nanospace Materials
  • 発表場所: 茨城県, 物質・材料研究機構
  • 年月日: 2016-12-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 平成28年度経済産業政策とファインセラミックス関連産業の今後について (2016)
  • 著者名/発表者名: 木村辰雄
  • 学会等名: 日本ゾルゲル学会第13回セミナー
  • 発表場所: 東京都, 産総研臨海センター
  • 招待講演
• [学会発表] Towards in situ observation of the formation process of mesoporous films with surfactant molecules by using confocal laser scanning microscope (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Kimura, Morio Shintate, Nobuyoshi Miyamoto
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] 「ナノテクノロジー・材料分野の展開」～経済産業省の関連施策など～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 木村辰雄
  • 学会等名: 2015年ナノテク革新技術フォーラム
  • 発表場所: 京都府, 京都大学
  • 年月日: 2015-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] Compositional design for exploring the possibility of unique reticular type porous structures (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Kimura
  • 学会等名: 9th International Mesostructured Materials Symposium (IMMS 2015)
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 年月日: 2015-08-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Selective gravimetric detection promoted by interactions at mesopore surfaces with chemical vapors (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Kimura, Jing Tang, Nagy L. Torad, Yusuke Yamauchi
  • 学会等名: International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals 2015 (ZMPC 2015)
  • 発表場所: 北海道, 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Facile compositional design of unique reticular type porous titania films showing superior functions (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Kimura
  • 学会等名: International Conference on Nanospace Materials 2015 (ICNM 2015)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-06-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 多孔性酸化チタンの前駆体薄膜生成過程の共焦点レーザー顕微鏡による直接観察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木村辰雄, 新立盛生, 宮元展義
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] Nanostructural design by combining soft colloidal copolymer templating with shrinkage of oxide frameworks (2015)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Kimura
  • 学会等名: 4th International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials (Hybrid Materials 2015)
  • 発表場所: Sitges, Spain
  • 年月日: 2015-03-13
• [学会発表] 超分子鋳型法と酸化物骨格の収縮を組み合わせたナノ構造デザイン (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村辰雄
  • 学会等名: 第30回ゼオライト研究発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-27
• [学会発表] カネマイトからのKSW-2型Ti含有メソポーラスシリカの合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤友貴, 長田師門, 新井貴子, 木村辰雄, 黒田一幸
  • 学会等名: 第4回CSJ化学フェスタ2014
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-10-14
• [学会発表] 層状ケイ酸塩を出発物質としたTi含有メソポーラスシリカの合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤友貴, 長田師門, 新井貴子, 木村辰雄, 黒田一幸
  • 学会等名: 第58回粘土科学討論会
  • 発表場所: 福島
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] 酸化物骨格の縮合反応が導くナノ構造制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村辰雄
  • 学会等名: 西日本ナノシート研究会サマーキャンプ2014
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2014-07-19
  • 招待講演
• [学会発表] TEM observation of uniform mesopores in phenol resin carbonized films (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Kimura
  • 学会等名: International Symposium on "Nanoporous Materials - 7 (Nano-7)
  • 発表場所: Niagara Falls, Canada
  • 年月日: 2014-06-23
• [学会発表] Supramolecular templated synthesis of inorganic materials (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Kimura
  • 学会等名: A Special Seminar for the Class “Nanoporous Materials”
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2014-05-18
  • 招待講演
• [図書] ナノ空間材料ハンドブック（担当：第１章１節 メソ多孔体類：総論 pp. 9-23） (2016)
  • 著者名/発表者名: 木村辰雄
  • 総ページ数: 548
  • 出版者: 株式会社エヌティーエス
• [産業財産権] (新名称) 金属ホスホン酸塩のナノ構造体薄膜の製造方法とナノ多孔体薄膜の製造方法(旧名称) 金属ホスホン酸塩のナノ構造体薄膜とナノ多孔体薄膜及びその製造方法 (2020)
  • 発明者名: 木村 辰雄
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-026140
  • 取得年月日: 2020
• [産業財産権] 金属ホスホン酸塩のナノ構造体薄膜とナノ多孔体薄膜及びその製造方法 (2017)
  • 発明者名: 木村辰雄
  • 権利者名: 木村辰雄
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-026140
  • 出願年月日: 2017-02-15