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超分子構造を包含する元素ブロック高分子の階層化と機能開拓

公募研究

研究領域元素ブロック高分子材料の創出
研究課題/領域番号 15H00717
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関北海道大学

研究代表者

中村 貴義  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (60270790)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード強誘電性 / 磁性 / マルチフェロイック / 超分子 / キラル磁性
研究実績の概要

金属錯体をアニオンと、カチオン性超分子ローター構造からなる階層構造を構築し、結晶内での分子運動と、金属錯体に基づく磁性を基盤とした新奇機能性の開拓目指し研究を進めている。本研究においては、結晶内での階層構造を制御する手段として、分子間相互作用に加えて分子の対称性に注目し、結晶の対称性に基づく分子配列制御を試みた。結晶内における分子運動を制御するためには、最密充填した結晶内での空間を確保することが必須であり、構成成分である超分子構造の配列制御不可欠となる。また、2次元強磁性”元素ブロック高分子”と分子ローター型超分子強誘電体の複合化を行った。特に、キラルな超分子構造により、二次元強磁性”元素ブロック高分子”にキラリティを誘起し、キラル磁性に基づく光磁気機能性の開拓を目指した。
C2h点群に属する平面的な構造をとるtst-DCH[18]crown-6 (tst-DCH = trans-syn-trans-dicyclohexano)が結晶内で反転対称中心になり、その結果、分子の上下に同一の環境を与えることを利用して、結晶内でのカラム構造やプロトン移動可能な超分子構造を構築できることを明らかにし、元素ブロック高分子のユニットとしての有用性を示した。また、2次元強磁性金属錯体ユニットにキラリティを誘起する目的で、(R)-α-aminoethanolのプロトン化体 (RHPA+)を用いて、(RHPA+)(cis-syn-cis-DCH[18]crown-6)[MnCr(oxalate)3]-(CH3CN)結晶を作製した。結晶の空間群はP1であり、Flack parameterはほぼ0であるキラルな結晶を得ることができ、錯体部分のキラリティが誘起されていることを確認し、キラル磁性体探索のための有望な物質群となり得ることを示した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 4件、 査読あり 12件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Temperature-Dependent Mechanochromic Behavior of Mechanoresponsive Luminescent Compounds2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Sagara, K. Kubo, T. Nakamura, N. Tamaoki and C. Weder
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 29 号: 3 ページ: 1273-1278

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.6b04720

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Successive Phase Transition, Dielectric Ordering, and Liquid Crystalline Behavior of Simple (Laurylammonium)(Phenyl Phosphates) Salts2016

    • 著者名/発表者名
      Z. S. Cai, S. Uchikawa, N. Hoshino, T. Takeda, L. M. Zheng, S. Noro, T. Nakamura and T. Akutagawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 120 号: 27 ページ: 6761-6770

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b02213

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Poly(4-styrenesulfonate) Templated Polyaniline-Carboxymethyl Cellulose Blend: Morphology and Surface Resistivity of the Spin-Coated Films2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura and S. Jayanty
    • 雑誌名

      Soft Materials

      巻: 14 号: 4 ページ: 309-315

    • DOI

      10.1080/1539445x.2016.1215330

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] One-dimensional Supramolecular Columnar Structure of trans-syn-trans-dicyclohexano[18]crown-6 and Organic Ammonium Cations2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohshima, K. Kubo, T. Matsumoto, H. Y. Ye, S. Noro, T. Akutagawa and T. Nakamura
    • 雑誌名

      CrystEngComn

      巻: 18 号: 41 ページ: 7959-7964

    • DOI

      10.1039/c6ce00980h

    • NAID

      120005859711

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 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] A Highly Water-Tolerant Magnesium(II) Coordination Polymer Derived from a Flexible Layered Structure2016

    • 著者名/発表者名
      R. Ochi, S. Noro, Y. Kamiya, K. Kubo and T. Nakamura
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 22 号: 31 ページ: 11042-11047

    • DOI

      10.1002/chem.201600843

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The crystal design of polar one-dimensional hydrogen-bonded copper coordination complexes2016

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, K.; Hoshino, N.; Takeda, T.; Satomi, K.; Suzuki, Y.; Noro, S.; Nakamura, T.; Kawamata, J.; Akutagawa, T.
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 45 号: 8 ページ: 3398-3406

    • DOI

      10.1039/c5dt04865f

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-assembled Structure of Inorganic/Organic Hybrid Crystals Based on Keggin Polyoxometallates [SMo12O402-] and Supramolecular Cations2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Xiong, Kazuya Kubo, Shin-ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 16 号: 2 ページ: 800-807

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.5b01388

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Design of Coordination Polymers Based on Manganese and Chromium Ions Bridged by Oxalate Ligands2016

    • 著者名/発表者名
      Masashi Yoshitake, Kazuya Kubo, Toru Endo, Shin-ichiro Noro, Tomoyuki Akutagawa, Takayoshi Nakamura
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 89 号: 3 ページ: 354-360

    • DOI

      10.1246/bcsj.20150373

    • NAID

      130005137575

    • ISSN
      0009-2673, 1348-0634
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural Flexibilities and Gas Adsorption Properties of One-Dimensional Copper(II) Polymers with Paddle-Wheel Units by Modification of Benzoate Ligands2015

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, K.; Hoshino, N.; Takeda, T.; Noro, S.; Nakamura, T.; Takeda, S.; Akutagawa, T.
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 54 号: 19 ページ: 9423-9423

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b01168

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High CO2/CH4 Selectivity of a Flexible Copper(II) Porous Coordination Polymer under Humid Conditions2015

    • 著者名/発表者名
      S. Noro, R. Matsuda, Y. Hijikata, Y. Inubushi, S. Takeda, S. Kitagawa, Y. Takahashi, M. Yoshitake, K. Kubo and T. Nakamura,
    • 雑誌名

      ChemPlusChem.

      巻: 80 号: 10 ページ: 1517-1524

    • DOI

      10.1002/cplu.201500278

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Liquid Crystalline Phase Induced by Molecular Rotator and Dipole Fluctuation2015

    • 著者名/発表者名
      Zhang, Q.-C.; Takeda, T.; Hoshino, N.; Noro, S.; Nakamura, T.; Akutagawa, T.
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 15 号: 12 ページ: 5705-5711

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.5b00695

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal-to-crystal structural transformation of hydrogen-bonding molecular crystals of (imidazolium)(3-hydroxy-2-quinoxalinecarboxylate) through H2O adsorption-desorption2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshii, Y.; Sakai, K.; Hoshino, N.; Takeda, T.; Noro, S.; Nakamura, T.; Akutagawa, T.
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 17 号: 31 ページ: 5962-5969

    • DOI

      10.1039/c4ce02519a

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Functional Magnetic Materials based on Mn-Cr Oxalate Complexes with Supramolecular Rotator Structure2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, M. Yoshitake, K. Kubo and S. Noro
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Nano & Supramolecular Chemistry
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      2016-07-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional Materials based on Ferromagnetic Coordination Polymer of Mn-Cr Oxalate2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura
    • 学会等名
      Pacific Polymer Conference 14
    • 発表場所
      Kauai, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 分子回転を利用した強誘電性分子性材料の開拓2015

    • 著者名/発表者名
      中村 貴義、久保 和也、野呂 真一郎、芥川 智行
    • 学会等名
      電気情報通信学会 有機エレクトロニクス研究会(OME)
    • 発表場所
      東京都港区機械振興会館
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular and ionic motions in the solid state2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura
    • 学会等名
      Core-to-Core/Leverhulme Trust Joint Workshop, Moscow 2015 “Organic Electronics of Highly-Correlated Molecular Systems”
    • 発表場所
      Moscow, Russia
    • 年月日
      2015-10-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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