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外部刺激・環境に応答する結晶性イオン輸送体の設計と機能

响应外部刺激和环境的晶体离子转运蛋白的设计和功能

基本信息

批准号：
15F15037
负责人：
北川進
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-07-29 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

固体イオン伝導体の分野においてそのイオン伝導特性を温度や電場以外の外部刺激によってコントロールする研究は今後の電子デバイスや電気化学的触媒への材料応用において重要である。本研究では金属イオンと架橋性配位子からなる錯体骨格が有するプロトン伝導特性を利用し、その内部に外部刺激応答性を付与することによってそのプロトン伝導特性のスイッチングを試みた。具体的にはZn2+イオン、イミダゾール、リン酸がそれぞれ配位結合によって連結された錯体骨格を用いた。本化合物はZn2+イオンとリン酸によって一次元鎖構造を有し、その結晶は160℃において融解する。融解後の液相は200℃以上まで重量減少なく安定であることから、その温度範囲で液体状態を利用した機能付与ができる。この液相において光の照射によってプロトンの放出／再結合を行うピラニンを数重量％導入し、均一に錯体結晶の液体中に分散させたのち、冷却を施すことによって結晶相あるいはガラス相を得ることがわかった。特にガラス相においてはX線線吸収、X線散乱、固体NMR等評価から元の一次元鎖結晶構造がある程度保たれたガラス構造であることがわかり、試料全体に渡ってピラニン由来の光吸収を示す。この試料に対し、紫外領域の光を照射すると、内部のピラニンがプロトンを放出し、そのプロトンが固体全体に渡って伝導を活性化させることを交流インピーダンス測定から確認した。また光照射を停止すると元の低いプロトン伝導度に戻る。このイオン伝導のスイッチングは何度行っても安定にオン／オフすることがわかり、当初の目的である外部刺激（ここでは扱いやすい光）によるイオン伝導の応答性を有する材料を得ることができた。応答性イオン伝導体の設計は有機ポリマーやセラミックスにおいても既知材料では難しく、特に今回の手法および得られた材料は高い汎用性も有し、新たな物質系として有用であることが示された。

The properties of solid materials are different from each other. Outside the temperature field, external stimuli are used to study the properties of solid materials. In the future, the catalysts of electrical engineering and electrochemical chemistry are used as catalysts for the use of critical materials. The purpose of this study is to determine whether there are some characteristics of sexual coordination in this study, such as the utilization of external stimuli, the response of internal stimuli, and the response of external stimuli. The specific structure of the Zn2+ is the combination of the coordination and the use of the wrong bone lattice. This compound has been successfully synthesized and characterized by one-step reaction at 160C, temperature 160C and temperature 160C. After melting, the liquid phase above 200 ℃ reduces the weight of the liquid phase, the temperature range, the liquid state, the temperature range, the temperature range, and the temperature range. The liquid phase was irradiated, and then combined with each other, the weight of the liquid was measured, and the dispersion was observed in the liquid. The cooling temperature is different from the crystal phase and the crystal phase is different. Special attention is paid to X-ray absorption, X-ray scatter, solid NMR and so on. The results show that the system is sensitive, and that all materials are sensitive to light absorption. In the ultraviolet field, the material is used to illuminate the material, the ultraviolet field is used to illuminate the material, the ultraviolet field is used to illuminate the material, the ultraviolet field, the UV field The light illuminates the light to stop the temperature. In the first place, the purpose was to induce external stimulation (external stimulation). The response was due to the fact that the material was used to obtain information. There is a device for the design of responsibilities. in this case, we have learned that the materials we know are in good use, and that the new materials are of high usefulness.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Tuning Cohesive Forces in Coordination Polymers for Improved Proton Dynamics in Solid-State

调节配位聚合物的内聚力以改善固态质子动力学

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Munehiro Inukai;Satoshi Horike;Tomoya Itakura;Ryota Shinozaki;Naoki Ogiwara;Daiki Umeyama;Sanjog Nagarkar;Yusuke Nishiyama;Michal Malon;Akari Hayashi;Takashi Ohhara;Ryoji Kiyanagi;Susumu Kitagawa;Sanjog S. Nagarkar
通讯作者：
Sanjog S. Nagarkar

Encapsulating Mobile Proton Carriers into Structural Defects in Coordination Polymer Crystals: High Anhydrous Proton Conduction and Fuel Cell Application