配位高分子の細孔を用いた相転移の制御

• 研究課題/領域番号: 26600026
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノ材料化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 山田 鉄兵 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10404071)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 配位高分子 / イオン伝導 / 相転移 / 誘電体 / 相転移点制御 / 強誘電

研究成果の概要

有機強誘電体は反転電位が低く、安価なことから、メモリ材料やアクチュエーターへの応用が期待されているが、極低温でのみ強誘電性を示すものが多いため、実用化は困難であった。我々は配位高分子の細孔に強誘電性分子もしくはイオンを導入することで、相転移温度が変化すると考え、種々の配位高分子に、多様な強誘電性ゲスト化合物を導入し、強誘電性分子もしくはイオンの相転移挙動を調べた。この包摂体の相挙動を調べたところ、包摂体では相転移が起こらなくなっていることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Proton Conductive Metal-Organic Frameworks (2016)
  • 著者名/発表者名: Teppei Yamada, Masaaki Sadakiyo, Akihito Shigematsu, Hiroshi Kitagawa
  • 雑誌名: Bulletin of Chemical Society of Japan 巻: 89 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1246/bcsj.20150308
  • NAID: 130005119461
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Significant Change in Selective Adsorption Behaviour for Ethanol by Flexibility Control through the Type of Central Metals in a Metal–Organic Framework (2016)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sadakiyo, Teppei Yamada, Kenichi Kato, Masaki Takata, Hiroshi Kitagawa
  • 雑誌名: Chemical Science 巻: 7 号: 2 ページ: 1349-1356
  • DOI: 10.1039/c5sc03325j
  • NAID: 120005841414
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Electropolymerized Crystalline Film Incorporating Axially-Bound Metalloporphycenes: Remarkable Reversibility, Reproducibility, and Coloration Efficiency of Ruthenium (II/III)-Based Electrochromism (2016)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Abe, Hiroki Futagawa, Toshikazu Ono, Teppei Yamada, Nobuo Kimizuka, Yoshio Hisaeda
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 54 号: 23 ページ: 11061-11063
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b02129
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lithium Ion Diffusion in a Metal-Organic Framework Mediated by an Ionic Liquid (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Fujie, R. Ikeda, K. Otsubo, T. Yamada, H. Kitagawa
  • 雑誌名: Chem. Mater. 巻: 27 号: 21 ページ: 7355-7361
  • DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b02986
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast and Long-Range Triplet Exciton Diffusion in Metal–Organic Frameworks for Photon Upconversion at Ultralow Excitation Power (2015)
  • 著者名/発表者名: P. Mahato, A. Monguzzi, *N. Yanai, T. Yamada, *N. Kimizuka
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 14 号: 9 ページ: 924-930
  • DOI: 10.1038/nmat4366
  • 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] Proton Conduction Study on Channel/Layer Networks of LaIIIMIII(ox)3∙10H2O (M = Cr, Co, Ru, La) and Related LaIIICoII(ox)2.5∙4H2O (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Okawa, Masaaki Sadakiyo, Kazuya Otsubo, Ko Yoneda, Teppei Yamada, Masaaki Ohba, Hiroshi Kitagawa
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 54 号: 17 ページ: 8529-8535
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b01176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hybrid Materials of Ni NP@MOF prepared by a Simple Synthetic Method (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Mukoyoshi, H. Kobayashi, K. Kusada, M. Hayashi, T. Yamada, M. Maesato, Jared M. Taylor, Y. Kubota, K. Kato, M. Takata, T. Yamamoto, S. Matsumura, H. Kitagawa
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 51 号: 62 ページ: 10169-10172
  • DOI: 10.1039/c5cc04663g
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Low temperature ionic conductor: ionic liquid incorporated within a metal-organic framework (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Fujie, Kazuya Otsubo, Ryuichi Ikeda, Teppei Yamada, Hiroshi Kitagawa
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 6 号: 7 ページ: 4306-4310
  • DOI: 10.1039/c5sc01398d
  • NAID: 120005841410
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Photoliquefiable Ionic Crystals: A Phase Crossover Approach for Photon Energy Storage Materials with Functional Multiplicity (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Ishiba, M-a. Morikawa, C. Chikara, T. Yamada, K. Iwase, M. Kawakita, N. Kimizuka
  • 雑誌名: Angew. Chem.Int. Ed. 巻: 54 号: 5 ページ: 1532-1536
  • DOI: 10.1002/anie.201410184
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Morphology-Controlled Synthesis of Cubic Cesium Hydrogen Silicododecatungstate Crystals (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, Y. Ogasawara, T. Maruichi, A. Kumamoto, Y. Ikuhara, T. Yamada, H. Kitagawa, N. Mizuno
  • 雑誌名: Crystal Growth and Design 巻: 14 号: 12 ページ: 6620-6626
  • DOI: 10.1021/cg501575x
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Proton Conductivity Control by Ion Substitution in a Highly Proton-Conductive Metal?Organic Framework (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sadakiyo, Teppei Yamada, Hiroshi Kitagawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 号: 38 ページ: 13166-13169
  • DOI: 10.1021/ja507634v
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Introduction of an Ionic Liquid into the Micropores of a Metal?Organic Framework and Its Anomalous Phase Behavior (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Fujie, Teppei Yamada, Ryuichi Ikeda, Hiroshi Kitagawa
  • 雑誌名: Angew. Chem., Int. Ed. 巻: 53 号: 42 ページ: 11302-11305
  • DOI: 10.1002/anie.201406011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Systematic Study on the Stability of Porous Coordination Polymers against Ammonia (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kajiwara, M. Higuchi, D. Watanabe, H. Higashimura, T. Yamada, H. Kitagawa
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 20 号: 47 ページ: 15611-15617
  • DOI: 10.1002/chem.201403542
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ａｎｏｍａｌｏｕｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｐｒｏｔｏｎ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｆｏｒ Ｗａｔｅｒ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｕｓｔｅｒｓ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｉｎ Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｓｐａｃｅｓ ｏｆ Ｐｏｒｏｕｓ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｒｙｓｔａｌｓ (2014)
  • 著者名/発表者名: Ｍ． Ｔａｄｏｋｏｒｏ， Ｙ． Ｏｈｈａｔａ， Ｙ． Ｓｈｉｍａｚａｋｉ， Ｓ． Ｉｓｈｉｍａｒｕ， Ｔ． Ｙａｍａｄａ， Ｙ． Ｎａｇａｏ， Ｔ． Ｓｕｇａｙａ， Ｋ． Ｉｓｏｄａ， Ｙ． Ｓｕｚｕｋｉ， Ｈ． Ｋｉｔａｇａｗａ， ａｎｄ Ｈ． Ｍａｔｓｕｉ
  • 雑誌名: Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ － Ａ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ 巻: 20 号: 42 ページ: 13698-13709
  • DOI: 10.1002/chem.201402900
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Proton dynamics of two-dimensional oxalate-bridged coordination polymers (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Miyatsu, Maiko Kofu, Atsushi Nagoe, Takeshi Yamada, Masaaki Sadakiyo, Teppei Yamada, Hiroshi Kitagawa, Madhusudan Tyagi, Victoria Garcı´a Sakai and Osamu Yamamuro
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 16 号: 32 ページ: 17295-17304
  • DOI: 10.1039/c4cp01432d
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｐｒｏｔｏｎ－Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｐａｔｈｗａｙｓ ｂｙ Ｗａｔｅｒ－Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ－Ｂｏｎｄｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｉｎ ａ Ｍｅｔａｌ－Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ (2014)
  • 著者名/発表者名: Ｍ． Ｓａｄａｋｉｙｏ， Ｔ． Ｙａｍａｄａ， Ｋ． Ｈｏｎｄａ， Ｈ． Ｍａｔｓｕｉ， ａｎｄ Ｈ． Ｋｉｔａｇａｗａ
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ 巻: 136 号: 21 ページ: 7701-7707
  • DOI: 10.1021/ja5022014
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Coordination Lamellar Nanofiber Consisting of N-(2-Hydroxy-n-dodecyl)-L-alanine and Divalent Copper (2014)
  • 著者名/発表者名: Teppei Yamada, Yusuke Minami, Nobuo Kimizuka
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 43 号: 7 ページ: 1031-1033
  • DOI: 10.1246/cl.140271
  • NAID: 130004868266
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthesis, Water Adsorption and Proton Conductivity of Solid-Solution Type Metal-Organic Frameworks Al (OH)(bdc-OH)_x (bdc-NH_2)_<1-x> (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, Y. Shirai, H. Kitagawa
  • 雑誌名: Chemistry an Asian Journal 巻: 9(in press) 号: 5 ページ: 1316-1320
  • DOI: 10.1002/asia.201301673
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A 3D Coordination Polymer of Cd (II) with an Imidazolium Based Linker Showing Parallel Polycatenation Forming Channels with Aligned Imidazolium Groups (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Sen, T. Yamada, H. Kitagawa, P. K. Bharadwaj
  • 雑誌名: Crystal Growth and Design 巻: 14 号: 3 ページ: 1240-1244
  • DOI: 10.1021/cg401760m
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Redox activity of a nanoporous metal-organic framework MIL-100 for cathode of lithium ion battery (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Hawaii convention center
  • 年月日: 2015-12-20
  • 国際学会
• [学会発表] Creation of chiral ionic plastic crystals and its proton conductivity (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Hawaii Convention Center
  • 年月日: 2015-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] CONTROL OF IONIC MOTION IN ASYMMETRIC NANOSPACE (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 学会等名: 日中クラスター会議 10th CJSMCC
  • 発表場所: 福州
  • 年月日: 2015-10-25
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] キラリティを導入した イオン性柔粘性結晶化合物の マイクロ秒スケールでの運動と カタチに由来するイオン伝導性の制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 学会等名: SP-8研究交流会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2015-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] Redox stability of MIL-100(Fe) toward cathode of lithium ion battery (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 学会等名: 12th International Conference on Materials Chemistry (MC12)
  • 発表場所: ヨーク大学
  • 年月日: 2015-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] キラルな空間とイオン伝導 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 学会等名: 第6回統合物質若手研究会
  • 発表場所: 別府ホテル清風
  • 年月日: 2015-07-03
  • 招待講演
• [学会発表] Peculiar Ion Dynamics in a Confined Ionic Packings in a Plastic Crystal Phase (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 学会等名: 2015 International Conference on Nanospace Materials
  • 発表場所: 台湾大学
  • 年月日: 2015-06-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ion dynamics in chiral nanospace (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 学会等名: Joint Inorganic Chemistry Symposium
  • 発表場所: 精華大学
  • 年月日: 2015-06-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ナノ細孔を利用したイオン伝導の制御と応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 学会等名: 日本膜学会 第37年会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-05-15
  • 招待講演
• [学会発表] Proton conduction through disordered hydrogen bond network in ordered nanospace (2014)
  • 著者名/発表者名: Teppei Yamada
  • 学会等名: MOF-2014
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-10-01
  • 招待講演
• [学会発表] 規則的に並んだ乱雑さの構築と細孔内イオン伝導体の構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 学会等名: 量子ビームによるナノバイオサイエンス技術調査委員会
  • 発表場所: 長崎県工業センター 大村市
  • 年月日: 2014-08-23
  • 招待講演
• [学会発表] High proton conductivity of zinc oxalate metal-organic frameworks (2014)
  • 著者名/発表者名: Teppei Yamada
  • 学会等名: ACS fall meeting
  • 発表場所: San Fransisco
  • 年月日: 2014-08-10
• [学会発表] 細孔内イオンの並進運動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 学会等名: イオンチャネル勉強会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2014-07-16
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis and phase behavior of chiral ionic plastic crystal toward unconventional ionic transport material (2014)
  • 著者名/発表者名: Teppei Yamada, Masaya Matsuki, Nobuo Kimizuka
  • 学会等名: 第６３回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2014-05-29
• [学会発表] 配位高分子の最高に規則的に並んだ乱雑さとイオン伝導性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田鉄兵
  • 学会等名: お茶の水女子大学化学科講演会
  • 発表場所: お茶の水女子大学
  • 年月日: 2014-04-15
  • 招待講演
• [備考] 個人ページ
  • URL: https://sites.google.com/site/teppeiyamada0901/
• [備考] Researchmap
  • URL: http://researchmap.jp/read0142644/