【研究分野】無機化学

【研究領域課題番号】25620038 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ナノ材料 / 複合材料・物性 / 自己組織化

【研究成果の概要】

固体材料の機能性は、その組成や結晶構造のみならず、粒子形態にも大きく依存する。有機添加剤を用いて合成された無機材料は、官能基の間に働く様々な相互作用（水素結合やπ-π相互作用など）の活用により、熱力学的に安定な等方性粒子（球や立方体）のみならず、異方性粒子（一次元ロッドや二次元シート）や高指数面が露出した多面体粒子としても得られる。一方、無機材料のなかでも無機イオン性化合物は、等方的かつ長距離に働くクーロン相互作用により構築されるため、粒子形態の制御が困難である。本研究を通じて、無機イオン性化合物の粒子形態を制御する手法を提案し、粒子形態に立脚した機能開拓を行った。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】無機化学

【研究領域課題番号】25288025 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ナノ材料 / 複合材料・物性 / 自己組織化

【研究成果の概要】

資源の少ない我が国において，エネルギーや物質の有効利用を可能にする高機能材料の開発は，重要な課題の一つである．本研究では，分子性イオンをモチーフとした多孔性イオン結晶の合成を行い，既存の多孔体（ゼオライトや配位高分子錯体）とは異なる機能性を見出した．具体的には，多孔性イオン結晶の特長である，結晶格子内の電場勾配，構成ブロック間に強い結合がないために構成ブロックに構築した吸着点や反応活性点を結晶化後も活用できる，構造柔軟性，を活かし，セシウムイオンの高容量・高選択的吸着，メソ細孔（孔径＞２ナノメートル）の構築と高いプロトン伝導性と酸触媒機能を明らかにした．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)

【研究分野】無機工業材料

【研究領域課題番号】23350098 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ナノ材料 / 自己組織化 / 表面・界面物性 / 複合材料・物性 / ナノ粒子

【研究成果の概要】

我々は以前、50nm以下のサイズ領域で粒子径の制御が可能な単分散球状シリカナノ粒子をグラムオーダーで合成する手法を確立した。この粒子はコロイド分散液として得られ、ボトムアッププロセスによる材料開発における優れたナノビルディングユニット(NBU)となり得る。本研究では、単分散球状シリカナノ粒子のさらに簡便な合成法を開発するとともに、粒子の組成、形状、内部構造などを多様化し、種々のNBUを得ることに成功した。さらに、液相中でNBU間に働く相互作用を制御し、NBUを一次元から三次元の各種次元へと自己集合させる方法を確立した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円)

【研究分野】ナノ構造科学

【研究領域課題番号】22310058 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ナノ材料 / 複合材料・物性 / 自己組織化 / 触媒・化学プロセス

【研究成果の概要】

エネルギーや物質の有効利用を可能にする機能性固体の開発は重要課題の一つである。本研究では、ナノサイズの金属酸化物クラスターを、金属錯体や単核金属陽イオンと複合化することにより、細孔の径・体積・次元性、ゲスト分子に対する親和性が制御された機能性空間を有するイオン結晶(複合体)が構築されることを見出した。さらに、結晶格子内へのゲスト分子の吸着過程・状態をin-situ分光法、X線回折法や量子化学計算を用いて解析し、吸着分離・触媒材料としての機能開発を行った。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円)