| 研究領域 | 超秩序構造が創造する物性科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05563
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
燒山 佑美 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60636819)
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| 研究期間 (年度) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 分子性結晶 / ホストゲスト相互作用 / 刺激応答性 / 結晶-結晶構造変化 / その場観察 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、ねじれX字型分子であるインダンジオン二量体を基本骨格として、これらが構築する「劇的な構造変化が可能な軟らかい結晶」において形成される二種類の超秩序構造、すなわち構造変化過程で現れる「結晶/アモルファス」境界、そして一次元チャネル内部の「ダイナミックな空隙」、の詳細解明および機能化に挑戦する。
純有機物からなる超秩序構造を積極的に作り出し、実験的にその構造・機能の解明と応用化を図ることで、有機物結晶をベースとした新規機能性材料開発へとつなげる。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、X字型分子インダンジオン二量体類が結晶中で構築する超秩序構造 (特に１次元チャネルを持つ”OPEN”構造) における機能の解明と応用を目的とした取り組みを行ってきた。2022年度はSPring-8 BL04B2にて測定したOPEN・CLOSE構造の回折データを元に、簡約二体分布関数の仮データを取得し、続くRMC法による構造解析を行った。OPEN構造についてはシミュレーションデータと単結晶X線測定結果とが比較的良い一致を示すことが分かった。2023A期SPring-8 BL02B2でのIPを用いた時分割測定により、構造変化プロセス中での構造情報の取得・解析により、構造変換プロセスの精密な理解を目指す。
また、SPring-8 BL43IRにてピリジン置換インダンジオン二量体のOPEN結晶について、顕微IRを用いたin situでのヘキサン脱離およびCO2導入過程に関する情報の取得を行った。その結果、加熱により結晶長軸の端点部分から結晶内部へ向けてヘキサン濃度が減少していくことが明らかとなった。一次元チャネル方向が結晶長軸に対応することから、この結果はヘキサンが主にチャネル末端から脱離していることを示している。また、CO2ガス導入についてもヘキサンの脱離と同様、チャネル末端から生じることが明らかになった。
以上に加え、モノマーラジカルの安定化を図ったチオフェン誘導体、および結晶中での光二量化による構造変換を指向したアントラセン導入体の合成を行った。得られたチオフェン誘導体は、トルエン溶液中での加熱、および粉末サンプルのすりつぶしにより、ラジカル種由来とみられるUV吸収を示した。またトルエン溶液のESRスペクトルでは、既存のピリジン体よりも60℃以上も低い温度でラジカル種由来のシグナルが明確に観測され、設計通り、より中心C-C結合開裂が生じやすくなることが分かった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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