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Chemistry of Adaptable Space

适应性空间化学

基本信息

批准号：
18H05262
负责人：
北川進
金额：
$ 124.38万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-06-11 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

生物は長い進化の末、様々な環境の変化に対し自らを「適応(adapt)」させる能力を獲得した。この自発的適応機能を化学の視点で捉えれば、例えば分子シグナルの授受や細胞膜内外の物質移動といったナノレベルの多重な機能を協同的に連携作用させて応答を行う「流れ(flow)」の確立にある。その機能実現にはダイナミックな「ナノ空間(nanospace)」が重要な役割をしている。センシングやシグナル伝搬、応答といった高次の機能を持ち能動的適応性を示す材料を生みだすことができれば、今後の機能材料開発に大きなパラダイムシフトをもたらすことは間違いない。本課題は、生物の受容、検出、移送、変換などの基本操作を材料化学的な空間素子として設計し、それらを連携させた空間にエンコードして多様な環境変化に応答する新しい概念の多孔性物質を創出することを目指すものである。本課題では、これまで研究代表者が世界をリードしてきた配位空間の化学を、未踏の高次機能を有する物質開発へと深化させ、「適応性空間の化学」と定義し新しい領域の創成にむけ困難な課題を浮き彫りにしつつ、その解決に向けて挑戦した。本年度は、上記の目標に取り組むことで顕著な成果が複数得られた。特に、空間素子の固溶化による構造柔軟性の自在制御にも取り組むことで、爆発性のアセチレンを低圧力で大量貯蔵可能な充填材料の開発（Nature Chemistry 2022）や、PCP薄膜を無機半導体材料上に成長させることによるケミレジスタセンサ材料の開発（Dalton Tras. 2021, National Science Review 2022）などに成功した。

The ability of organisms to adapt to changes in their environment during their evolution The adaptive function of this self-generation is to capture the chemical point of view, for example, to transfer the molecular structure, to transfer the substances inside and outside the cell membrane, to coordinate the multiple functions, to carry out the interaction, to establish the "flow". The function of "nanospace" is very important. In the future, the development of functional materials will be greatly improved. The subject is to create a new concept of porous materials for the basic operation of biological containment, extraction, transfer and transformation, as well as for the design and integration of space elements and materials for the transformation of diverse environments. This topic is about the development and deepening of the chemistry of coordination space, the development of high-order functions, the definition of chemistry of adaptation space, the creation of new fields, and the challenge of solving difficult problems. This year's goal is to achieve multiple results. Special properties: structural flexibility, structural 2021, National Science Review 2022).