| 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 |
19H04588
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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 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
國武 雅司 熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 教授 (40205109)
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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 | 配位高分子 / SURMOF / 結晶制御 / 無機高分子 / その場結晶化 / COF / SPM / 希土類 / PCP |
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| 研究開始時の研究の概要 |
酢酸のように競争的に配位する分子を共存させた状態で熱処理することで、比較的穏やかな条件で平衡性を高めた条件でその場再結晶化する技術を開発し、SURMOFナノシートのその場再結晶化法を開発した。この技術をさらに発展させ、二次元にとどまらず、キャピラリィなどの限定された空間中での結晶化を検討する。面内、面間、基板表面にアシンメトリーを導入した新たなアシンメトリー配位高分子を開発する。対称性の崩れた表面・空間を基盤とした再結晶化によって、多孔性配位高分子材料に様々なアシンメトリーの導入を試みる。
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| 研究実績の概要 |
競争的配位子である酢酸の存在下固体表面での再結晶化を促し、様々なカルボニル配位型MOFの二次元ナノシート化を検討し、ナノシート構造に誘導する最適条件が配位結合の強さに応じて大きく変化し、平衡化停止の速度論的制御が均質性の高い、大きなナノシート形成に重要であることがわかった。平衡化条件から徐々に二次元結晶化を促していく上で、温度よりも酢酸濃度を徐々に下げていくことが有効であることもわかった。そのため、徐々に酢酸雰囲気から、酢酸濃度を下げていく装置を作成し、結晶性ナノシートの成長制御が容易になった。
ナノシートだけでなく、３次元結晶の再結晶化を誘起する目的で、希薄酢酸溶液中でのHKUST-1の再結晶化を検討化した。二次元系と同様に酢酸水溶液下（数１０％溶液に溶けている状態）で、結晶形態が粉末状から棒状結晶へと変化することがわかった。生じた結晶はトリメシン酸のすべてが配位に関与してない、HKUST-1とは異なるMOFに構造であることを明らかになった。
MOF結晶とポリマーのコンポジットも検討した。嵩高いPOSSユニットとシロキサン鎖が交互につながったネックレスポリマーと混ぜ合わせたハイブリッド材料を開発した。嵩高いPOSSユニットのために、MOFのポアへのポリマーの侵入が妨げられるため、MOFの多孔性を損なわないソフトマテリアルであった。
また希土類酸化物・錯体の重ならない近赤外波長選択性を光熱変換材料として利用し、多波長応答アクチュエータ、マランゴニ推進船を開発した。
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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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