電極表面における金属配位結合を利用したナノキャビティデザインとそのサイズ制御

利用电极表面金属配位键的纳米腔设计和尺寸控制

• 批准号: 18750132
• 负责人: 吉本 惣一郎
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kumamoto University (2007)National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2006)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18750132/
• 关键词: 自己組織化; 超分子化学; 走査型プローブ顕微鏡; 表面・界面物性

近年、ボトムアップの思想に基づいた機能を持ったナノ構造体や作製が盛んに試みられている.ナノスケール・分子レベルで分子の相互作用の制御が可能となり,走査型プローブ顕微鏡や分光学的手法を用いた表面構造解析も積極的に進められている.特に水素結合や配位結合などの超分子形成を利用した手法は、新しい機能を発現させる上で重要である.そこで本研究では、ポルフィリンやフタロシアニンなどの誘導体を構成部品として用い,電極表面において水素結合や金属配位結合を利用した種々のナノキャビティサイズを持ったナノ構造体の形成を電気化学的に制御することを目指し,走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いてその形成するための製膜の手法および機能を発現させるためのキーファクターに関する知見を得ることを目的に研究を進めた.平成19年度は,特に水素結合を利用したナノ構造体制御に的を絞って集中的にその条件を探索した.電気化学界面での電位制御による水素結合の形成を誘起しつつ,そこに配位させるコバルトや鉄などの金属イオンを溶存させ,金属イオンの電気化学的なレドックス反応を利用して金属配位結合の形成を試みることによって,ナノキャビティを制御の可能性を探った.しかし,電極界面における金属配位結合に起因する特徴的なナノ構造体の形成は得られなかった.一方,無金属体ポルフィリンのカルボン酸誘導体について,ポルフィリン骨格のプロトン化を利用して,硫酸イオンと水による共吸着構造上でポルフィリンのカルボン酸誘導体がナノキャビティを形成することを示す結果が得られた.これらの結果は,ポルフィリンのカルボン酸同士の水素結合ばかりではなく,硫酸イオンと水の共吸着構造との静電的な相互作用も影響を与えることを示しており,電極界面における超分子形成には,基板との相互作用も巧みに利用することで分子間相互作用も精密に制御されることを見出した.

In recent years, the concept of "building blocks" and "building blocks" have been developed. Molecular interaction control is possible by exploring the type of micro-mirror spectroscopic techniques and surface texture analysis. In particular, it is important to use the method of supramolecular formation of water binding and coordination binding to discover new functions. In this study, the formation of electro-chemical structures was studied by using the electrode surface as a component of the electro-chemical structure. The purpose of this study is to investigate the formation and function of STM, and to develop the knowledge of STM. In 1999, the conditions for the utilization of special water element combination and structural system control were explored. Potential control of electrochemistry interface: formation of water element binding is induced, and the possibility of formation control of metal coordination binding is explored. In addition, the formation of characteristic structures due to metal coordination bonding at the electrode interface is also discussed. On the other hand, the metal-free acid inducer is formed by the co-adsorption of sulfuric acid and water. The results show that the interaction between the electrode interface and the supramolecular structure of the acid and the water is precisely controlled.

项目成果

ポルフィリン・フタロシアニン混合単分子股上でのフラーレンの超分子形成

卟啉/酞菁混合单分子上富勒烯的超分子形成

• 发表时间: 2008
• 作者: Miura;Yousuke;小尾奈緒子・百武篤也・新井達郎;小尾奈緒子;千田直子・三輪佳宏・百武篤也・新井達郎;飯島俊之;千田直子;小尾奈緒子・百武篤也・新井達郎;小尾奈緒子;三野親慶;飯島俊之;三浦陽介;小尾奈緒子・百武篤也・新井達郎;小尾奈緒子;志田陽子;三浦陽介;三野親慶;岡村博史;千田直子・百武篤也・新井達郎;西田雅一;吉村直;三浦陽介;K. Suto;S. Yoshimoto;M. Matsumoto;吉本惣一郎
• 通讯作者: 吉本惣一郎

Two-Dimensional Network Formation in the C60 Malonic Acid Adlayer on Au(111)

• DOI: 10.1021/jp0739824
• 发表时间: 2007-08
• 期刊: Journal of Physical Chemistry C
• 影响因子: 3.7
• 作者: M. Matsumoto;J. Inukai;Soichiro Yoshimoto;Y. Takeyama;O. Ito;K. Itaya

Advances in supramolecularly assembled nanostructures of fullerenes and porphyrins at surfaces

• DOI: 10.1142/s1088424607000369
• 发表时间: 2007-07
• 期刊: Journal of Porphyrins and Phthalocyanines
• 影响因子: 1.5
• 作者: Soichiro Yoshimoto;K. Itaya

Bimolecular Two-Dimensional Organization of Porphyrins on Au (111): Site Selective, Metal Ions-Dependent Adsorption of Tetraphenylporphyrin

Au (111) 上卟啉的双分子二维组织：四苯基卟啉的位点选择性、金属离子依赖性吸附

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Nanosci. Nanotech. (in press)
• 作者: Miura;Yousuke;小尾奈緒子・百武篤也・新井達郎;小尾奈緒子;千田直子・三輪佳宏・百武篤也・新井達郎;飯島俊之;千田直子;小尾奈緒子・百武篤也・新井達郎;小尾奈緒子;三野親慶;飯島俊之;三浦陽介;小尾奈緒子・百武篤也・新井達郎;小尾奈緒子;志田陽子;三浦陽介;三野親慶;岡村博史;千田直子・百武篤也・新井達郎;西田雅一;吉村直;三浦陽介;K. Suto
• 通讯作者: K. Suto