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2016 年度 実績報告書

放射光X線を用いたπ造形システムの構造物性

計画研究

研究領域π造形科学: 電子と構造のダイナミズム制御による新機能創出
研究課題/領域番号 26102014
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

足立 伸一  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (60260220)

研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
キーワードX線構造解析 / 時間分解 / 超高速 / レーザー / X線回折 / X線溶液散乱
研究実績の概要

本研究グループは、π造形システムにおける分子集合体の精密構造解析、外場下構造解析、時分割回折実験を通じて、その物性の発現機構を構造的見地から明らかにすることを目的としている。本研究グループは、これまでに外場下の構造解析・構造変調の観測や、時間分解測定による構造の時間発展の観測を行ってきた実績があり、これらの手法を駆使し、本領域で新たに作り出されるπ造形システムの構造解析を進める。研究手法としては、硬X線による回折実験が主となるが、硬・軟X線による吸収分光法 (XAS) により、元素選択的な電子状態の観測(価数、局所構造変化)、及びX線回折による平均構造の観測との同時測定などを適宜組み合わせて行う。
平成28年度は、引き続き装置の整備・高度化を進めるとともに、本領域A01、A02、A03班の研究グループとの共同研究を積極的に推進した。主な共同研究として、東工大・福島グループ、京大・関グループ、物質・材料研究機構・竹内グループ、千葉大・矢貝グループ、大阪大・櫻井グループ、名古屋大・忍久保グループとの間で進めている。これらの共同研究を基盤として、新しいX線実験装置の開発を進めると同時に、すでに3つのグループとの共同研究からの研究成果として数報の査読付き論文を報告している。さらに他のグループとも領域会議等で打ち合わせを行い、適宜共同研究を開始している。また新たに名古屋大・竹延グループとの間で、応力下での有機薄膜の構造と物性に関する共同研究を開始した。

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

平成28年度は、東工大・福島グループ、京大・関グループ、NIMS・竹内グループ、千葉大・矢貝グループ、大阪大・櫻井グループ、名古屋大・忍久保グループ、名古屋大・竹延グループとの間で進めている。千葉大・矢貝グループとの共同研究では、KEKのX線小角散乱ビームラインを利用して、光照射によってらせん構造が形成したり解けたりする人工ナノ繊維の溶液構造に関する計測を行い、結果を取りまとめて、論文投稿に至った。またNIMS・竹内グループとの共同研究では、分子内にねじれを持つπ系分子の高圧下X線回折実験を行い、論文にまとめて投稿した。京大・関グループ、大阪大・櫻井グループ、名古屋大・忍久保グループとの共同研究では、低温または高圧の外場条件下で単結晶構造解析を行い、分子構造の外場依存性に関する検討を進めている。

今後の研究の推進方策

平成29年度以降は、本領域のA01、A02、A03班の研究グループとの共同研究をさらに推進し、本領域で新たに作り出されるπ造形システムの構造解析を進める。すでにいくつかの新規π造形システムの特異な物性に着目した構造研究に関する共同研究が進行中である。本研究の推進にあたって、引き続き、博士研究員1名が中心となって実験を進め、研究の迅速な展開を図る。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] The effect of a highly twisted C=C double bond on the electronic structures of 9,9'-bifluorenylidene derivatives in the ground and excited states2017

    • 著者名/発表者名
      A. Takai, D. J. Freas, T. Suzuki, M. Sugimoto, J. Labuta, R. Haruki, R. Kumai, S. Adachi, H. Sakai, T. Hasobe, Y. Matsushita and M. Takeuchi
    • 雑誌名

      Org. Chem. Front.

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1039/C6TA10541F

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Solar-driven Z-scheme water splitting using tantalum/nitrogen co- doped rutile titania nanorod as an oxygen evolution photocatalyst2017

    • 著者名/発表者名
      A. Nakada, S. Nishioka, J. J. M. Vequizo, K. Muraoka, T Kanazawa, A. Yamakata, S. Nozawa, H. Kumagai, S. Adachi, O. Ishitani, and K. Maeda
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. A

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1039/C6TA10541F

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Redox-Dependent Transformation of a Hydrazinobuckybowl between Curved and Planar Geometries2016

    • 著者名/発表者名
      S. Higashibayashi, P. Pandit, R. Haruki, S. Adachi, R. Kumai
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Intl. Ed.

      巻: 55 ページ: 10830-10834

    • DOI

      10.1002/anie.201605340

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Visible-Light-Responsive CuLi1/3Ti2/3O2 Powders Prepared by a Molten CuCl Treatment of Li2TiO3 for Photocatalytic H2 Evolution and Z‐Schematic Water Splitting2016

    • 著者名/発表者名
      K. Iwashina, A. Iwase, S. Nozawa, S. Adachi, A. Kudo
    • 雑誌名

      Chem. Mater.

      巻: 28 ページ: 4677

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.6b01557

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Femtosecond X-ray solution scattering reveals that bond formation mechanism of a gold trimer complex is independent of excitation wavelength2016

    • 著者名/発表者名
      K. H. Kim, J. G. Kim, K. Y. Oang, T. W. Kim, H. Ki, J. Jo, J. Kim, T. Sato, S. Nozawa, S. Adachi, H. Ihee
    • 雑誌名

      Struct. Dyn.

      巻: 3 ページ: 043209

    • DOI

      10.1063/1.4948516

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Direct observation of bond formation by femtosecond X-ray solution scattering2017

    • 著者名/発表者名
      S. Adachi
    • 学会等名
      77th Okazaki Conference "International Symposium on Ultrafast Dynamics in Molecular and Material Sciences
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県・岡崎市)
    • 年月日
      2017-03-06 – 2017-03-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Capturing Structural Dynamics of Photocatalyst by Ultrafast X-ray Spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      S. Adachi
    • 学会等名
      International Conference on Artificial Photosynthesis 2017 (ICARP2017)
    • 発表場所
      立命館大学朱雀キャンパス(京都府・京都市)
    • 年月日
      2017-03-02 – 2017-03-05
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visualizing molecular vibration in solution with femtosecond X-ray solution scattering2017

    • 著者名/発表者名
      S. Adachi
    • 学会等名
      8th Ringberg workshop on Science with FELs
    • 発表場所
      ミュンヘン(ドイツ)
    • 年月日
      2017-02-05 – 2017-02-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Capturing Structural Dynamics of Photocatalyst by Ultrafast X-ray Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      S. Adachi
    • 学会等名
      The 14th Asian Crystallographic Association Meeting (AsCA 2016)
    • 発表場所
      ハノイ(ベトナム)
    • 年月日
      2016-12-04 – 2016-12-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visualizing chemical reactions in solution with femtosecond X-ray scattering2016

    • 著者名/発表者名
      S. Adachi
    • 学会等名
      The 31st International Congress on High-Speed Imaging and Photonics
    • 発表場所
      ホテル阪急(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2016-11-07 – 2016-11-10
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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