Synthesis of metal oxide nanoparticles with controlled shape and size utilizing organic molecular cages

利用有机分子笼合成形状和尺寸受控的金属氧化物纳米颗粒

• 批准号: 22K14690
• 负责人: 三原 のぞみ
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14690/
• 关键词: 有機ケージ分子; 金属酸化物ナノ粒子; 自己組織化; 有機分子ケージ; 金属酸化物; ナノ粒子

バルク金属や金属酸化物などの無機化合物をナノメートルサイズまで微細化することで得られる無機ナノ粒子は、サイズ・形状の違いにより大きく異なる触媒活性や光学特性などの性質を示すことが知られている。粒径 10 nm程度以上の無機ナノ粒子の形状制御は広く研究されており、結晶面選択的な吸着剤を用いて種結晶の結晶面の成長速度を制御することで、様々な幾何学構造の無機ナノ粒子の合成が可能である。一方、無機ナノ粒子の粒径を1-3 nmまで減少させると表面原子の割合が飛躍的に増加するため、この粒径範囲で形状を精密制御した無機ナノ粒子は特異な性質を示すと期待できる。本研究では、サイズおよび幾何学構造を系統的にデザイン可能な有機ケージ分子を用いて、1-3 nmの超微小無機ナノ粒子のサイズと形状を制御して合成する方法を開拓する。令和4年度は特に、ナノ粒子合成のテンプレートとなる種々の有機ケージ分子の合成、およびその内部空間における錯形成・ナノ粒子形成反応の調査を行なった。さらに、有機ケージ分子の内部空間に形成した酸化亜鉛ナノ粒子の特異な光学特性を明らかにした。

众所周知，通过微型无机化合物（例如块状金属和金属氧化物到纳米尺寸）获得的无机纳米颗粒具有催化活性和光学特性，这些特性取决于大小和形状。已经对具有约10 nm或更多粒度的无机纳米颗粒的形状控制进行了广泛的研究，并且通过使用晶体表面选择性吸附剂控制种子晶体表面的生长速率，可以合成具有各种几何学结构的无机纳米颗粒。另一方面，如果将无机纳米颗粒的粒径降低至1-3 nm，则表面原子的比例会大大增加，因此可以预期，在该粒径范围内具有精确控制形状的无机纳米颗粒将表现出独特的特性。这项研究探讨了使用可以系统地设计尺寸和几何结构的有机笼分子来控制1-3 nm的超铁无机纳米颗粒的大小和形状的方法。特别是，在2022年，我们研究了各种有机笼子分子的合成，这些分子是纳米颗粒合成模板的合成，以及在其内部空间中的复合形成和纳米颗粒形成反应。此外，揭示了在有机笼分子内部空间中形成的氧化锌纳米颗粒的独特光学特性。

项目成果

Seed-Mediated Synthesis of Au Nanoparticles in the Nanospace of an Organic Cage Molecule

有机笼分子纳米空间中种子介导的金纳米粒子合成

• 发表时间: 2022
• 作者: Nozomi Mihara;Ayaka Machida;Takuya Shiga;Ayumi Ishii;Masayuki Nihei
• 通讯作者: Masayuki Nihei

ケージ分子のナノ空間を利用した金属／金属酸化物ナノ粒子合成

利用笼状分子的纳米空间合成金属/金属氧化物纳米粒子

• 发表时间: 2022
• 期刊: Bulletin of Japan Society of Coordination Chemistry
• 作者: 三原のぞみ;二瓶雅之
• 通讯作者: 二瓶雅之

4つの配位サイトを有する四面体型有機ケージ分子の内部空間における協同的なLaイオンの捕捉

具有四个配位点的四面体有机笼分子内部空间中的协作 La 离子捕获

• 发表时间: 2023
• 作者: Yamauchi Akio;Fujiwara Saiya;Nishimura Koki;Sasaki Yoichi;Tateishi Kenichiro;Uesaka Tomohiro;Kimizuka Nobuo;Yanai Nobuhiro;伊藤大輝・三原のぞみ・志賀拓也・二瓶雅之
• 通讯作者: 伊藤大輝・三原のぞみ・志賀拓也・二瓶雅之

頂点に配位サイトを有する有機ケージ分子の合成と錯形成反応

顶端配位有机笼分子的合成及络合物形成反应

• 发表时间: 2022
• 作者: Nozomi Mihara;Ayaka Machida;Takuya Shiga;Ayumi Ishii;Masayuki Nihei;伊藤大輝・三原のぞみ・志賀拓也・二瓶雅之
• 通讯作者: 伊藤大輝・三原のぞみ・志賀拓也・二瓶雅之

新規Cu-Gd多核錯体における磁性と分子構造の相関

新型 Cu-Gd 多核配合物中磁性与分子结构的相关性

• 发表时间: 2022
• 作者: Ide Yuki;Manabe Yumehiro;Inaba Yuya;Kinoshita Yusuke;Pirillo Jenny;Hijikata Yuh;Yoneda Tomoki;Shivakumar Kilingaru I.;Tanaka Saki;Asakawa Hitoshi;Inokuma Yasuhide;岡本有輝子・宮本晴佳・志賀拓也・三原のぞみ・二瓶雅之
• 通讯作者: 岡本有輝子・宮本晴佳・志賀拓也・三原のぞみ・二瓶雅之