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2020 年度 実績報告書

ソフト再結晶化法による配位アシンメトリー材料の創成

公募研究

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
研究課題/領域番号 19H04588
研究機関熊本大学

研究代表者

國武 雅司  熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 教授 (40205109)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード配位高分子 / SURMOF / 結晶制御 / 無機高分子
研究実績の概要

競争的配位子である酢酸の存在下固体表面での再結晶化を促し、様々なカルボニル配位型MOFの二次元ナノシート化を検討し、ナノシート構造に誘導する最適条件が配位結合の強さに応じて大きく変化し、平衡化停止の速度論的制御が均質性の高い、大きなナノシート形成に重要であることがわかった。平衡化条件から徐々に二次元結晶化を促していく上で、温度よりも酢酸濃度を徐々に下げていくことが有効であることもわかった。そのため、徐々に酢酸雰囲気から、酢酸濃度を下げていく装置を作成し、結晶性ナノシートの成長制御が容易になった。
ナノシートだけでなく、3次元結晶の再結晶化を誘起する目的で、希薄酢酸溶液中でのHKUST-1の再結晶化を検討化した。二次元系と同様に酢酸水溶液下(数10%溶液に溶けている状態)で、結晶形態が粉末状から棒状結晶へと変化することがわかった。生じた結晶はトリメシン酸のすべてが配位に関与してない、HKUST-1とは異なるMOFに構造であることを明らかになった。
MOF結晶とポリマーのコンポジットも検討した。嵩高いPOSSユニットとシロキサン鎖が交互につながったネックレスポリマーと混ぜ合わせたハイブリッド材料を開発した。嵩高いPOSSユニットのために、MOFのポアへのポリマーの侵入が妨げられるため、MOFの多孔性を損なわないソフトマテリアルであった。
また希土類酸化物・錯体の重ならない近赤外波長選択性を光熱変換材料として利用し、多波長応答アクチュエータ、マランゴニ推進船を開発した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] 有機リン化合物による金属酸化物ナノ材料の表面修飾 ─ハイブリッド用ナノフィラーからヤヌスナノシートまで─2021

    • 著者名/発表者名
      菅原義之, 鈴木涼子, 井戸田直和, 塚原剛彦, 國武雅司, 西見大成
    • 雑誌名

      セラミック

      巻: 56 ページ: 172-175

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monomolecular covalent honeycomb nanosheets produced by surface-mediated polycondensation between 1,3,5-triamino benzene and benzene-1,3,5-tricarbox aldehyde on Au(111)2020

    • 著者名/発表者名
      Kunitake Masashi、Tanoue Ryota、Higuchi Rintaro、Yoshimoto Soichiro、Haraguchi Ryusei、Uemura Shinobu、Kimizuka Nobuo、Stieg Adam Z.、Gimzewski James K.
    • 雑誌名

      Nanoscale Advances

      巻: 2 ページ: 3202~3208

    • DOI

      10.1039/D0NA00180E

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Near-infrared Two-wavelength-selective Response of Thermosensitive Gels Modified with Rare-earth Ions2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Satoshi、Kojio Kenji、Kunitake Masashi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 49 ページ: 1111~1113

    • DOI

      10.1246/cl.200391

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monolithic Au Nanoscale Films with Tunable Nanoporosity Prepared via Dynamic Soft Templating for Electrocatalytic Oxidation of Methanol2020

    • 著者名/発表者名
      Shiba Shunsuke、Hirabayashi Shoei、Niwa Osamu、Kato Dai、Kunitake Masashi、Matsuguchi Masanobu
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 3 ページ: 7750~7760

    • DOI

      10.1021/acsanm.0c01316

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stand-Alone Semi-Solid-State Electrochemical Systems Based on Bicontinuous Microemulsion Gel Films2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Hinako、Goto Kyosei、Sakata Kouhei、Watanabe Satoshi、Kamata Tomoyuki、Kato Dai、Niwa Osamu、Kuraya Eisuke、Nishimi Taisei、Takemoto Mitsunobu、Kunitake Masashi
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 92 ページ: 14031~14037

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.0c02948

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent Advances of Electrochemistry in Bicontinuous Microemulsions2020

    • 著者名/発表者名
      Taisei Nishimi1, Masashi Kunitake
    • 雑誌名

      Acc. Mater. Sur. Res.

      巻: 5 ページ: 189-197

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction and Scanning Probe Microscopy Imaging of Two-dimensional Nanomaterials2020

    • 著者名/発表者名
      Kunitake Masashi、Uemura Shinobu
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 49 ページ: 565~573

    • DOI

      10.1246/cl.200080

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2021-12-27  

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