分子性ポーラス配位空間で安定化された水ナノクラスターの構造とダイナミクス

分子多孔配位空间稳定水纳米团簇的结构和动力学

• 批准号: 17036058
• 负责人: 田所 誠
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17036058/
• 关键词: 超分子; 水素結合; 水クラスター; 金属錯体; ゼオライト; 相転移; プロトン伝導; 氷

私たちは分子で作られたナノポーラス結晶の中に水分子を閉じこめて、ナノサイズの3層構造をもつ水クラスターチューブを構築した。このクラスターチューブは〜-1.6nmの直径をもつ空孔に閉じこめられているため、中心付近の水分子が水-氷に関係する転移挙動(Fig.3)を明らかにしつつある。生体分子と水分子との相互作用は理論科学を中心に発展したきたが、このような分子結晶の水素結合骨格に捉えられた3層系の水クラスターは、生体分子の水との関わり合いを研究する上で、過冷却や構造水などの重要なモデルを提供することができる。我々が現在まで得ている結果は、このクラスターの水-氷転移に関係する一次転移が-40℃付近で起こる。0〜-40℃までの間で重水置換結晶に関する固体の^2H-NMR測定の結果、この過冷却領域で分子レベルまで空孔が狭められたことによる連続的な相変化が観測され、単純な理論でのフィッテングできる動きを持つことが判明した。さらに、低温での熱測定による結果は、完全に氷化するのに-120℃であることが判り、その固化の仕方は転移ではなく不整合であった。また、-220℃付近ではプロトンのオーダーと思われる弱い発熱ピークが観測された。さらに、一次転移温度以下でのX線結晶構造解析と比較した結果(Fig.2)、-120℃の固化温度では、恐らく、氷の二配位の水素結合構造でディスオーダーしている特殊な水分子部分が局在化するものと考えている。この研究では、過冷却部分と一次相転移温度以下-150℃でのX線結晶構造解析を行おうとしている。また、茨城大学の新村先生との共同研究によって、中性子線を用いた実験を行い、プロトン情報に関係するデータの収集を行っている最中である。また、このような相転移挙動を持つ新しい分子性ナノポーラス結晶を見出すことに成功した。この結晶についても水分子の構造学的な転移挙動を明らかにすると共に、水分子クラスターのもつ、プロトン移動度の構造活性相関を研究していきたいと考えている。

The water molecules in the crystal are closed and the structure of the three-layer structure is constructed. The diameter of the pore is ~-1.6nm. The pore diameter is ~-1.6nm. The interaction between biological molecules and water molecules is at the center of theoretical science. It is important to study the interaction between biological molecules and water molecules, supercooling and structural water. The result is that the temperature of water in the first shift is-40℃. The results of ^2H-NMR measurements of solids related to heavy water replacement crystallization at 0 ~-40℃ and molecular changes in the supercooled region were determined. The results of thermal measurement at low temperatures are completely unconsolidated at-120℃. The temperature is-220℃ and the temperature is-220℃. X-ray crystal structure analysis below the primary transition temperature and comparison results (Fig. 2). Solidification temperature below-120℃. X-ray crystallographic analysis of the primary phase shift temperature below-150℃ in the supercooled part of the study. Mr. Murakami of Ibaraki University conducted a joint research on the relationship between information and communication. The molecular structure of the crystal is very stable and stable. The study on the correlation between the structural mobility of water molecules and the structural activity of water molecules

项目成果

One-Dimensional Void-Space Arrays Constructed from Coordination Polymer with Bowl-Like Frameworks of Cavitands

由具有碗状空配体框架的配位聚合物构建的一维空隙空间阵列

• 发表时间: 2005
• 期刊: Chem.Commun
• 作者: M.Tadokoro;S.U-.Mizugaki;K.Isobe;M.Kozaki;K.Okada
• 通讯作者: K.Okada

Pressure Effect on a Conductive Coordination Compound [Cu (TANC)](F)_<0.5> with New Radical Frameworks

压力对具有新自由基框架的导电配位化合物 [Cu (TANC)](F)_<0.5> 的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: J.Phys.Soc.Jpn 75
• 作者: S.Yasuzuka;K.Murata;H.Yoshino;T.Fujimoto;M.Shimotori;M.Nakamura;M.Tadokoro
• 通讯作者: M.Tadokoro

Structures and Phase Transition of Muiti・layered Water Nanotube Confined to Nanochannel

纳米通道内多层水纳米管的结构与相变

• 发表时间: 2006
• 期刊: Chem.Commun
• 作者: M.Tadokoro;S.Fukui;T.Kitajima;Y.Nagao;S.Ishimaru;H.Kitagawa;K.Isobe;K.Nakasuji
• 通讯作者: K.Nakasuji

Raphide Crystal Structure in Agave Tequilana Determined by X-ray Originating from Synchrotron Radiation

同步辐射 X 射线测定龙舌兰龙舌兰中的针晶结构

• 发表时间: 2005
• 期刊: Chem.Lett 34
• 作者: M.Tadokoro;Y.Ozawa;M.Mitsumi;K.Toriumi;T.Ogura
• 通讯作者: T.Ogura