| 研究領域 | 配位アシンメトリー：非対称配位圏設計と異方集積化が拓く新物質科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H04575
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
古川 修平 京都大学, 高等研究院, 教授 (90452276)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 金属錯体多面体 / ソフトマテリアル / 傾斜機能材料 / メゾスコピック / 自己組織化 / 多孔性材料 / 傾斜材料 / 軽鎖機能材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、金属錯体多面体（MOP）を基盤とする多孔性ゲルを用いて、異方的かつ連続的な密度勾配を有する傾斜機能材料を創成する。特に、MOPを超分子重合する際の自己集合化プロセスにおいて、メゾスケール領域で異方性を導入することで、ゲルネットワーク構造の密度及びトポロジーの制御を行い、マクロ物性との相関を解明する。最終的には、異方的物質輸送、連続的触媒反応、アクチュエータといった傾斜材料特有の機能発現へとつなげる。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、金属錯体多面体(MOP)を基盤とする多孔性ゲルを用いて、異方的かつ連続的な密度勾配を有する傾斜機能材料を創成する。特に 、MOPを超分子重合する際の自己集合化プロセスにおいて、メゾスケール領域で異方性を導入することで、ゲルネットワーク構造の密度及びトポロジーの制御を行い、マクロ物性との相関を解明する。最終的には、異方的物質輸送、連続的触媒反応、アクチュエータといった傾斜材料特有の機能発現へとつなげる。 MOPは空間の基本単位として認識でき、非周期的、異方的、非対称的ネットワークへと集積化させてもその空間特性は失われることはない。空間単位をより複雑にネットワーク化していくと いう概念そのものは全く提唱されておらず、本研究の最も独創的な点である。将来的には、空間基本単位を3次元空間に自由に配置し、異方的物質輸送、反応の区画化と連動といった新しい化学システムの実現が期待される。
前年度及び繰越した本年度は、光によるMOPゲル化の空間制御及びパターニングを行った。初年度の研究では時間分解動的光散乱測定による実験によ り、MOPとビスイミダゾール系リンカーがどのような階層的自己集合化によりゲル化しているのかを明らかにすることに成功した。今年度は、ゲル化を誘起する手法を温度から酸添加へと拡張した。この手法により、室温において酸性度を上げることでゲル化を誘起できることを明らかにした。さらに光酸発生剤であるピラニンを用いることで、レーザー光で光照射した溶液の場所のみ酸性度が上がり、ゲル化を制御できることを示した。本研究により光を用いた傾斜材料の構築が可能であることを示した。また、多孔性材料と非対称性、傾斜に関する総説を執筆した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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