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2023 年度 実績報告書

大環状化合物の特異的ナノ空間を利用する水・イオン輸送のための水圏機能材料の開発

公募研究

研究領域水圏機能材料:環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成
研究課題/領域番号 22H04535
研究機関名古屋大学

研究代表者

河野 慎一郎  名古屋大学, 理学研究科, 講師 (10508584)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード大環状化合物 / 液晶 / ナノ空間 / 水の吸着 / らせん構造
研究実績の概要

以下に、本研究計画において得られた研究成果を示す。
1.これまでの研究において、液晶性金属錯体型フォルダマー(Chem. Commun. 2022, 58, 3274, inside front cover)を用いたナノ空間に水が取り込まれる現象を観測した。本年度は、高輝度光科学研究センターの池本博士、原光生博士(現香川大学)と連携し、高湿度下の赤外分光測定(SPring-8, BL43IR)とXRD測定によりい、湿度に応じて液晶性金属錯体型フォルダマーが超分子構造を制御することを見出した。
2.サイズと化学的な空間が均一な大環状化合物の開発は、水を取り込むナノ空間の開発において重要である。本研究では、Xe NMRの専門家である名古屋工業大学の吉水広明准教授と連携して、カラムナー液晶性大環状化合物が筒状に自己集合してできるカラムナー組織構造の内側に孤立した空間が存在することを世界で初めて明らかにした(Angew. Chem. Int. Ed., 2024, 63, e202316523 Back cover))。
3.また、岐阜大学 工学部 池田将教授と連携し、環状DNAと直交方の自己集合を生じるジペプチド型ゲル化剤の粉末XRDを用いた構造評価を行った(Nanoscale, 2023, 15, 1024)。この直交型の自己集合は水中で生じるため、本研究における水中で機能するソフトマテリアルという観点からも興味深い材料である。
4.また、国際共同研究の一環として、ドイツ ミュンスター大学のB. J. Ravoo研究室と共同研究を行い、ネマチック相やスメクチック相を示すアリルアゾピラゾールの光応答性を調査した(Chem. Eur. J. 2023, 30, e202302958)。本研究は、今後高いHTP値を示すキラルドーパントを設計する鍵となる研究成果として得られた。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ミュンスター大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ミュンスター大学
  • [雑誌論文] Continuous Nanospace in Nanoporous Liquid Crystal Investigated by <sup>129</sup>Xe NMR Spectroscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Kawano Shin‐ichiro、Yoshimizu Hiroaki、Tanaka Kentaro
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 63 ページ: e202316523

    • DOI

      10.1002/anie.202316523

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calamitic Liquid Crystals for Reversible Light‐Modulated Phase Regulation Based on Arylazopyrazole Photoswitches2023

    • 著者名/発表者名
      Tran Hoan Quan、Kawano Shinichiro、Thielemann Rebecca E.、Tanaka Kentaro、Ravoo Bart Jan
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 30 ページ: e202302958

    • DOI

      10.1002/chem.202302958

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Design of supramolecular hybrid nanomaterials comprising peptide-based supramolecular nanofibers and <i>in situ</i> generated DNA nanoflowers through rolling circle amplification2023

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Shintaro、Shintani Yuki、Mori Daisuke、Higashi Sayuri L.、Shibata Aya、Kitamura Yoshiaki、Kawano Shin-ichiro、Hirosawa Koichiro M.、Suzuki Kenichi G. N.、Ikeda Masato
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 15 ページ: 1024~1031

    • DOI

      10.1039/D2NR04556G

    • 査読あり
  • [学会発表] 分子を包接する多孔性液晶の開発と新奇特性2023

    • 著者名/発表者名
      河野慎一郎
    • 学会等名
      液晶化学・材料研究フォーラム講演会「分子設計が拓く液晶材料の新奇機能」
    • 招待講演
  • [学会発表] Calamitic liquid crystals for reversible light-modulated phase regulation based on arylazopyrazole photoswitches2023

    • 著者名/発表者名
      H. Q. Tran, S. Kawano, R. E. Thielemann, K. Tanaka, B. J. Ravoo
    • 学会等名
      IRCCS主催国際シンポジウム:2023 International IRCCS-ILR-IRTG Symposium on “New Horizons of Molecular Functions”
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly oriented nanotubular arrays of macrocyclic metal complexes reversibly induced by ethanol adsorption2023

    • 著者名/発表者名
      S. Kawano, H. Funabashi, T. Kiuchi, Y. Ikemoto, K. Negita, S. Kusaka, R. Matsuda, K. Tanaka
    • 学会等名
      錯体化学会第73回討論会
  • [図書] 大環状化合物を用いた多孔性ソフトマテリアルの開発, 超分子研究会 アニュアルレビュー No. 44, 10-11 (2023)2023

    • 著者名/発表者名
      河野慎一郎
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      公益社団法人 高分子学会
  • [図書] 化学と工業, 76-7, 489 (2023), ディビジョントピックス: 錯体化学・有機金属化学ディビジョン2023

    • 著者名/発表者名
      河野慎一郎
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      化学と工業
  • [備考] 名古屋大学プレスリリース“次世代ソフトマテリアル多孔性液晶~流動性材料に「ナノの孔」をあけた!!”

    • URL

      https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/upload_images/20231218_sci.pdf

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公開日: 2024-12-25  

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