| 研究課題/領域番号 |
17K05783
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
鈴木 修一 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (80433291)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | ラジカルカチオン / ラジカルアニオン / 集合構造 / 色調変化 / スピン状態変化 / 相転移 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、電荷をもつ開殻π電子系分子 (ラジカルイオン) の集積状態における潜在的機能を創発することを目的としている。ラジカルイオン種において、不対電子間の結合性相互作用および対イオンとの静電相互作用により特異な集積構造を形成する。一方でラジカルイオン種間においてはクーロン反発が働いていることから、集積構造には潜在的にフラストレーションが存在する。この潜在的にフラストレーションを絶妙にコントロールすることで、ラジカルイオン集積体の新しい機能 (流動性ラジカル集積体、刺激による多重応答機能) を追求する。
本年度、具体的には、フェノチアジンラジカルカチオンを用いたラジカルイオン塩の合成と物性を検討した。比較的低い融点をもつ誘導体の合成に成功した。それらの機能を検討したところ、これまでに報告例のない色調変化とスピン状態変化がおこる系が見出された。例えば、あるフェノチアジンラジカルイオン塩は、深緑色の結晶色から加熱に伴いオレンジ色の流動性物質に変化し、その後冷却することで、一旦オレンジ色の結晶性固体、ついで深緑色の結晶性固体へと変化した。この色変化と同時にオレンジ色では常磁性、深緑色状態では反強磁性的な性質を示すことが分かった。この過程は空気中で繰り返し起こることも明らかになっており、今後の研究発展がさらに見込まれる。現在、それら性質の一般性に関する研究と、同時に、応用可能性を検討を進めている。
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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
ほとんどのラジカルイオンの系において、安定性の観点から高温状態にさらすことはなかったが、本系において一部のラジカルイオン塩が比較的高温でも安定であることが分かってきた。これにより、種々の物性評価の温度範囲が格段に広がり、予想外かつこれまでに報告例のない相転移挙動による色調とスピン状態変化の発見につながった。
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| 今後の研究の推進方策 |
色調変化とスピン変化が起こる系と起きない系の相違がまだ曖昧であることや、一部のラジカルイオン塩に限られていることから、応用可能性の拡大を含め、他の誘導体の合成と性質の解明が急務である。
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