2017 Fiscal Year Annual Research Report
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16H03823
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
近藤 剛弘 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (70373305)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノマテリアル / 2次元シート / 硼素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2硼化マグネシウム（MgB2）からMg2+をキレート錯体として取り除くと，化学的に活性な硼素の2次元シートが形成することがこれまでの研究でわかってきていました（特願2015-067282）．本研究ではこのような2硼化金属から形成する化学的に活性な硼素の2次元シートに着目しました．本研究の第1の目的は硼素シートの化学反応性の起源と反応メカニズムを解析し明らかにすることです．第2の目的は，この高い化学反応性を緻密に制御し，硼素を基盤とした様々な新規の2次元化合物材料の創成することです．
昨年度までの反応メカニズムの研究により,二硼化マグネシウムのマグネシウム正イオンが他のカチオンとイオン交換して硼素のシート状の物質が生成できる可能性が見いだされたため,第2の目的遂行のためにスルホ基を有するイオン交換樹脂を用いてアセトニトリル中でイオン交換を試みたところ,マグネシウム正イオンとプロトンのイオン交換が起こることが明らかとなりました．イオン交換後の試料は水素と硼素が１：１の割合で構成されるシート物質であり，硼素が負に帯電していることがX線光電子分光，透過電子顕微鏡，走査電子顕微鏡，フーリエ変換赤外吸収分光，X線回折，X線2対分布関数，紫外吸収分光、密度汎関数法をはじめとする様々な分析・解析により示されました。そこで、この物質を硼化水素シートと名付け米国科学会誌に報告いたしました（J. Am. Chem. Soc. 139 (2017) 13761-13769.）．これまでに水素化硼素と呼ばれる物質は存在していましたが，今回見出された物質は硼素が負に帯電した硼化水素となります。この名称の物質は今のところ，これまでに報告された事例が見つかっていませんので，本研究で初めて見出された新規物質といえます．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新しい二次元物質の生成に成功したため順調に進展していると致しました．
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| Strategy for Future Research Activity |
得られた知見を基に引き続き，本研究の第2の目的として掲げている様々な硼素を基盤とした新規２次元シート群を創成していきます．
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[Journal Article] Formation and characterization of hydrogen boride sheets derived from MgB2 by cation exchange2017
Author(s)
Hiroaki Nishino, Takeshi Fujita, Nguyen Thanh Cuong, Satoshi Tominaka, Masahiro Miyauchi, Soshi Iimura, Akihiko Hirata, Naoto Umezawa, Susumu Okada, Eiji Nishibori, Asahi Fujino, Tomohiro Fujimori, Shin-ichi Ito, Junji Nakamura, Hideo Hosono, Takahiro Kondo
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 139
Pages: 13761-13769
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] ホウ化水素シートの生成と機能2018
Author(s)
西野弘晃, 藤田武志, Nguyen Thanh Cuong, 冨中悟史, 宮内雅浩, 飯村壮史, 平田秋彦, 梅澤直人, 岡田晋, 西堀英治, 藤野朝日, 藤森智博, 伊藤伸一, 中村潤児, 細野秀雄, 近藤剛弘
Organizer
第12回 日本ホウ素・ホウ化物研究会（JSBB2017）
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[Presentation] Hydrogen Boride Sheets Derived from MgB2 by Cation Exchange2017
Author(s)
Hiroaki Nishino, Takeshi Fujita, Nguyen Thanh Cuong, Satoshi Tominaka, Masahiro Miyauchi, Soshi Iimura, Akihiko Hirata, Naoto Umezawa, Susumu Okada, Eiji Nishibori, Asahi Fujino, Tomohiro Fujimori, Shin-ichi Ito, Junji Nakamura, Hideo Hosono, Takahiro Kondo
Organizer
2017 Materials Research Society (MRS) Fall Meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Hydrogen Boride Sheets Derived from MgB2 by Cation Exchange2017
Author(s)
Hiroaki Nishino, Takeshi Fujita, Nguyen Thanh Cuong, Satoshi Tominaka, Masahiro Miyauchi, Soshi Iimura, Akihiko Hirata, Naoto Umezawa, Susumu Okada, Eiji Nishibori, Asahi Fujino, Tomohiro Fujimori, Shin-ichi Ito, Junji Nakamura, Hideo Hosono, Takahiro Kondo
Organizer
5th Ito International Research Center Conference "Forefront of Molecular Dynamics at Surfaces and Interfaces: from a single molecule to catalytic reaction"
Int'l Joint Research
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[Presentation] Boron-Based Sheets Derived From MgB22017
Author(s)
Hiroaki Nishino, Takeshi Fujita, Nguyen Thanh Cuong, Satoshi Tominaka, Masahiro Miyauchi, Akiyasu Yamamoto, Soshi Iimura, Akihiko Hirata, Naoto Umezawa, Susumu Okada, Eiji Nishibori, Asahi Fujino, Tomohiro Fujimori, Shin-ichi Ito, Junji Nakamura, Hideo Hosono, Takahiro Kondo
Organizer
The Tenth International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-10)
Int'l Joint Research
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