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2022 年度 実施状況報告書

高い磁気力を等方的に得られる3次元ナノ構造磁性体の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K18994
研究機関千葉大学

研究代表者

桑折 道済  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80512376)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
キーワードミセル状キュービック液晶 / SAXS測定 / PDF解析
研究実績の概要

次世代磁気デバイス開発に向け、常温で優れた磁気特性を示す材料の開発が重要である。我々は、新たな常温磁性体の開発に向け、ランタノイド元素の中で最も高い磁性を示す「ホルミウム:元素番号67」に着目した研究を行なっている。これまでに、ポリアクリル酸もしくはポリケトエステルからなる高分子担体に3価のホルミウムを高密度で導入することで、常温でネオジウム磁石に応答するソフト磁性材料の作製を報告してきた。本研究では、自己組織化的に組み上がる液晶の秩序性を利用し、ホルミウム錯体からなる光学的に等方なキュービック液晶を作成し、磁気特性を含む特性解析を行うことを目的とする。
本年度は、昨年度に発見した室温で自発的にキュービック液晶の詳細な構造解析を行なった。高エネルギー加速器機構での作成したキュービック液晶のSAXS測定(BL10C; proposal No. 2022G574)から、Im3m構造を有するミセル状キュービック液晶の形成を確認した。さらに、SPring-8でのPDF解析(BL04B2; proposal No. 2022B1228)などからミセル内には3つのホルミウム錯体が配列した状態で存在していることを見出した。さらにMD計算からもその構造の妥当性を確認することができ、従来にはない金属錯体からなるミセル状キュービック液晶の創出に成功し、現在論文執筆中である。

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

本年度は、放射光でのX線散乱やX線回折実験を中心とする各種測定法を駆使しすることで、Im3m構造を有するミセル状キュービック液晶の詳細な構造の解析に成功した。さらに、ホルミウム以外の他のランタノイド元素を使用しても同様にIm3m構造を形成することがわかり、ランタノイド元素を3次元的な空間に配列する新たな知見を得ることができ、おおむね当初の計画通りに研究が推移していると判断している。

今後の研究の推進方策

本年度は各種測定を駆使することで、室温で自発的に形成される金属錯体からなるミセルキュービック液晶の構造の解明に至り、論文執筆中である。次年度は、錯体側鎖構造の設計を行い、得られる液晶材料の固定化や高次構造制御に関する知見を得て、構造と物性の関係を検討する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Colorless Magnetic Colloidal Particles Based on an Amorphous Metal‐Organic Framework Using Holmium as the Metal Species.2022

    • 著者名/発表者名
      Fujita Yuta、Kohaku Kotona、Komiyama Nao、Ujiie Kazuya、Masu Hyuma、Kojima Takashi、Wadati Hiroki、Kanoh Hirofumi、Kishikawa Keiki、Kohri Michinari
    • 雑誌名

      ChemNanoMat

      巻: 8 ページ: e202200078

    • DOI

      10.1002/cnma.202200078

    • 査読あり
  • [学会発表] 金属錯体の自己組織化による室温での立方晶液晶相の発現と磁気特性2022

    • 著者名/発表者名
      小見山夏緒・三輪洋平・沓水祥一・岸川圭希・桑折道済
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] ホルミウム錯体からなる超分子球の作製と磁気特性2022

    • 著者名/発表者名
      小見山夏緒・大窪貴洋・三輪洋平・沓水祥一・岸川圭希・桑折道済
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
  • [学会発表] 二核ホルミウム錯体を基盤とする磁性分子集合体の作製2022

    • 著者名/発表者名
      前田芳紀・岸川圭希・桑折道済
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
  • [学会発表] ホルミウム錯体からなる超分子球が形成する非連続キュービック液晶2022

    • 著者名/発表者名
      小見山夏緒・大窪貴洋・三輪洋平・沓水祥一・岸川圭希・桑折道済
    • 学会等名
      2022年日本液晶学会討論会
  • [学会発表] ランタノイド錯体が形成する自己組織化構造と磁気/発光特性2022

    • 著者名/発表者名
      小見山夏緒・岸川圭希・桑折道済
    • 学会等名
      2022年日本液晶学会討論会
  • [学会発表] ホルミウム錯体からなるナノサイズの粒子状集合体の周期構造の構築と物性評価2022

    • 著者名/発表者名
      小見山夏緒・大窪貴洋・加納博文・三輪洋平・沓水祥一・岸川圭希・桑折道済
    • 学会等名
      第73回コロイドおよび界面化学討論会
  • [学会発表] ホルミウム二核錯体を基盤とするカラムナー液晶の作製と磁気特性2022

    • 著者名/発表者名
      前田芳紀・岸川圭希・桑折道済
    • 学会等名
      第32回日本MRS年次大会
  • [備考] 千葉大学 ソフト材料化学研究室HP

    • URL

      http://chem.tf.chiba-u.jp/gacb03/saito/toppu.html

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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