| 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 |
16H06523
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
二瓶 雅之 筑波大学, 数理物質系, 教授 (00359572)
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| 研究期間 (年度) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| キーワード | 非対称 / 電子移動 / 多核錯体 / 磁性 / スイッチング |
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| 研究実績の概要 |
物質の対称性の制御は、中心対称性の欠如に基づく様々な物性の論理的設計と動的変換の観点から極めて重要である。これまでの対称性制御は主に、イオンや分子の変位に基づくものであるが、本研究では多核錯体の分子内非対称電子移動をトリガーとする全く新しい対称性制御法の確立を目的としている。
本年度は、分子内非対称電子移動を示す環状四核錯体の固体および溶液中における集積化について検討を行った。先ず、屈曲型水素結合ドナー(HBD)を用いた結晶中における集積化を行った。その結果、屈曲型HBDと四核錯体が１：１で水素結合した水素結合ドナーアクセプター一次元鎖構造が形成されることが分かった。さらに、屈曲型HBDの構造に起因して、一本の一次元鎖は二回らせん軸を持つキラル鎖であることが分かった。次に、有機溶媒中における四核錯体と屈曲型HBDの動的集積化について検討を行った。四核錯体は、熱誘起分子内電子移動にも伴い、HBDアクセプター性が比較的大きく変化することが分かっている。脂質アニオン分子の共存下で四核錯体とHBDの溶液を冷却したところ、四核錯体の電子状態変化に起因するHBDアクセプター性の増大をトリガーとして、屈曲型HBDとの水素結合形成が進行した。その結果、溶液中において水素結合を介した低次元凝集体が形成することで、沈殿の析出がおこることが分かった。この凝集体は、過熱による電子状態の変化によって可逆に凝集・解離を示すことも分かった。これは、分子内電子移動をトリガーとした全く新しい凝集構造の動的変換によるものと考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究は、非対称電子移動を示す多核錯体を異方集積化することで、非対称電子状態に特有の機能を発現させることを目的としている。本年度は、非対称電子移動ユニットからなる多核錯体と屈曲型水素結合ドナーからなるらせん型集積体を結晶中で構築することに成功した。さらに、溶液中において外部刺激誘起電子状態変化をトリガーとした全く新しい動的凝集・離散挙動を見出した。本年度の成果は、今後行う非対称電子移動をトリガーとした動的キラル構造の変換の礎となるものであり、順調に研究が進展していると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、非対称電子移動ユニットからなる多核錯体の屈曲型水素結合ドナーによる凝集構造を詳細に明らかにする。さらに、構成成分にキラリティーを導入することで、不正構造の動的制御と増幅を目指す。また、ナノ粒子＠ケージ分子については、表面修飾による集積構造の制御と異方的光特性の探索を進める。
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