新規複合アニオン化合物の創製：物質合成と設計指針の確立

2021 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 複合アニオン化合物の創製と新機能
• 研究課題/領域番号: 16H06439
• 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: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 荻野 拓 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (70359545)
• 研究分担者: 陰山 洋 京都大学, 工学研究科, 教授 (40302640) ; 垣花 眞人 大阪大学, 産業科学研究所, 特任教授(常勤) (50233664) ; 稲熊 宜之 学習院大学, 理学部, 教授 (00240755) ; 殷 しゅう 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (40271994) ; 鱒渕 友治 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (80466440) ; 本郷 研太 北陸先端科学技術大学院大学, 情報社会基盤研究センター, 准教授 (60405040) ; 小林 亮 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (50613395)
• 研究期間 (年度): 2016-06-30 – 2021-03-31
• キーワード: 複合アニオン化合物 / 無機化合物 / 合成 / 結晶

研究成果の概要

本研究では、複合アニオン化合物という無機化合物のフロンティアに対し、新合成手法の開発と系統的な物質探索により革新的な新材料の創成を目指した。酸窒化物では、従来のアンモニア雰囲気下での高温合成と比較して、非常に安価かつ安全かつ制御性の高い新合成法の開発に成功した。また複合アニオン化合物の基礎学理と合成技術・計算科学を結集して系統的かつ徹底的な新物質探索を行った。その結果80種以上の新物質を発見し、触媒、イオン伝導体をはじめとした、単アニオン化合物では不可能な革新的な機能を見出した。更に、基板応力や中温度域でのトポケミカル反応などを駆使することで、欠陥などのアニオン制御にも成功した。

自由記述の分野

無機化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題では、複合アニオン化合物の新合成法の開発と新物質の合成、アニオン自由度の制御と、それによる複合アニオン化合物合成の基礎学理構築、革新的機能の実現を目標とした。研究成果欄にある通り、これまでに複合アニオン化合物に適した新合成法の開発や様々な機能性材料の開発、アニオン制御などに成功している。多数の共同研究も進行中で、国内だけでなく欧米などでも複合アニオン化合物の合成研究が活発化している。これらは研究開始当初に設定した、「物質設計自由度に立脚した、テーラーメイドでの物質合成」「真に社会に求められている革新的な材料開発」という課題に対し、想定以上の成果を挙げたことを示すものである。