ナノ機能分子化学研究室 研究テーマの紹介

金属ナノ粒子の研究において世界初の研究成果を達成

金属原子が数個から数百個集合したものを金属ナノクラスターあるいは金属ナノ粒子と読んでいます。金属ナノクラスターは、将来のナノテクノロジーの根幹を支える物質群として大きな期待が寄せられています。我々は、光学活性パラジウムナノクラスターを触媒として用いて、室温で進行する炭素ー炭素結合反応を初めて可能にし、光学活性化合物を高い収率で得ることに世界で初めて成功しました。

この研究成果は、世界を代表する化学の学術誌「Angewandte Chemie」のHot Paperに選ばれるとともに、Inside Coverにも選ばれ高い評価を得ました。
また、キャビタンドと呼ばれる配位子を用いることで、これまでになく安定な金属ナノ粒子の合成にも成功し、その研究成果が2016年初頭の「Dalton Transactions」の表紙に選ばれ、高い評価を受けました。

ポリマーナノチューブ、
有機無機ハイブリッドナノチューブ複合体の研究

規則細孔配列を有するポーラスアルミナ膜をテンプレート(鋳型)として、ピロールやターチオフェンを電解重合し、アルミナ膜を溶解させて、導電性ポリマーナノチューブの合成と機能化を行っています。

また、ポーラスアルミナ膜へ金属ナノクラスターを固定化し、新しい反応場を創り、ナノリアクターやナノデバイスを開発しています。これら有機分子によるナノ空間の機能化は未開拓分野です。

無機(金属、半導体)ナノ粒子
無機ナノ粒子は量子サイズ効果などにより、バルク状態とは性質が変化することが知られています。さらに、ナノ粒子界面を有機分子で保護することで金属・半導体ナノ粒子に様々な機能を付与することも可能です。

我々は、無機ナノ粒子を用いて光照射や超臨界などの様々な条件下での触媒反応を行うなど、金属・半導体ナノ粒子の有する機能の開拓やその応用まで幅広く研究しています。

 

カルコゲン化合物

カルコゲン元素 (S、Se、Te) を含む化合物を合成しています。

1) 酸化・還元応答に優れた特性を示す化合物
2) 可逆的に超原子価結合を形成し、光学特性を大きく変化させる化合物

このような化合物の研究を行い、新奇な無機ナノ粒子の合成や、高分子の光学的特性のチューニングを行っています。

超臨界二酸化中を反応場とする金属ナノ粒子触媒反応の開拓

超臨界二酸化炭素中で効果的に触媒能を発現する金属ナノ粒子触媒の合成を行っています。

Suzuki-Miyaura Cross CouplingやMigita-Kosugi-Stille couplingなどの炭素-炭素結合形成反応や、水素添加反応、不斉合成反応等への展開を目指し研究を行っています。

 

新奇有機発光性物質の創製

様々な有機発光性物質の合成とその光学特性評価を行っています。

太陽光利用促進のためのエネルギーベストミックス研究拠点の形成

光エネルギー利用促進に向けた研究を行っています。本研究プロジェクトは、総合理工学研究科・理工学部の化学系を中心に電気電子工学系も参画する総合プロジェクトです。

(2014~2018年度 文部科学省「私立大学戦略的研究基盤形成支援事業」に採択)