ゲルマトリクスと分子認識を利用した結晶のデザインに関する研究

利用凝胶基质和分子识别进行晶体设计的研究

基本信息

批准号：
05J08117
负责人：
緒明佑哉
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、骨、歯、貝殻などに代表されるような生物の作製する無機材料(バイオミネラル)に倣い、常温・常圧付近における次世代型の材料合成プロセスおよび新しい有機無機複合材料の開発を目指して行われた。前年度までの成果より、高分子や有機分子と結晶の分子認識を有効に活用することで様々な結晶のデザインが可能であることがわかった。これらをふまえ、本年度はさらに結晶のデザインを発展させることを目的とし、その研究成果は大きく以下の3点にまとめられる。(1)実際のバイオミネラルとの比較実際のバイオミネラルに関しての分析を行った。これまで行われていたマイクロメートルスケールの分析ではなく、ナノメートルレベルまで詳細な解析を行うことで、新しいナノスケールの構造の発見に至った。また、これらの構造体の有機分子との複合状態や形成プロセスを把握し、生物が実際にどのように高分子による分子認識と結晶成長を行っているのかについて新しい知見を得ることができた。(2)機能性酸化物への応用これまでに明らかにした高分子や有機分子を利用した結晶成長を、機能性の金属酸化物ナノ構造体への応用へと展開した。室温、水溶液中における結晶成長を制御することで、酸化マンガンや酸化タングステンなどの電極・触媒などのへの応用が可能な酸化物のナノ構造体の作製とその構造制御に成功した。(3)研究全体の総括最終年度にあたり、どのように高分子と結晶を分子認識させて無機材料をデザインするかについて、各段階で得られた結果をまとめ、そのプロセスや可能性についてまとめた。

这项研究旨在继骨骼、牙齿和贝壳等生物产生的无机材料（生物矿物）之后，在常温常压下开发下一代材料合成工艺，以及新型有机-无机复合材料。目的是根据去年获得的结果，我们发现可以通过有效利用聚合物、有机分子和晶体之间的分子识别来设计各种晶体。基于这些发现，今年的目标是进一步发展晶体设计，研究成果可概括为以下三点。 (1)与实际生物矿物的比较对实际生物矿物进行分析。通过进行纳米级的详细分析，而不是迄今为止进行的微米级分析，他们能够发现一种新的纳米级结构。此外，我们能够了解这些有机分子结构的复杂状态和形成过程，并获得有关生物体如何利用聚合物和晶体生长实际进行分子识别的新知识。 (2)在功能性氧化物中的应用我们已经开发了使用迄今为止发现的聚合物和有机分子的晶体生长方法，并将其应用于功能性金属氧化物纳米结构。通过在室温和水溶液中控制晶体生长，我们成功地创建和控制了氧化锰、氧化钨和其他可应用于电极和催化剂的氧化物纳米结构的结构。（3）整个研究的总结在最后一年，我们总结了如何通过聚合物和晶体的分子识别来设计无机材料的各个阶段所获得的成果，并总结了过程和可能性。

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Biomimetic Synthesis of Wurtzite ZnO Nanowires having a Mosaic Structure

具有镶嵌结构的纤锌矿ZnO纳米线的仿生合成

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Small 2・10
影响因子：
0
作者：
川口拓之;岡田英史;Yuya Oaki;Yuya Oaki;Yuya Oaki;Yuya Oaki;Yuya Oaki;Shigeyuki Muto;Junko Yahiro
通讯作者：
Junko Yahiro

The hierarchical architecture of nacre and its mimetic material

DOI：
10.1002/anie.200500338
发表时间：
2005-01-01
期刊：
ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
影响因子：
16.6
作者：
Oaki, K;Imai, H
通讯作者：
Imai, H

Stereospecific Morphogenesis of Aspartic Acid Helical Crystals through Molecular Recognition

通过分子识别实现天冬氨酸螺旋晶体的立体定向形态发生

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Langmuir (掲載受理)
影响因子：
0
作者：
川口拓之;岡田英史;Yuya Oaki;Yuya Oaki
通讯作者：
Yuya Oaki

Emergence of Acute Morphologies Consisting of Iso-Oriented Calcite Nanobricks in a Binary Poly(Acrylic Acid) System

DOI：
10.1021/cg0502237
发表时间：
2006-01
期刊：
Crystal Growth & Design
影响因子：
3.8
作者：
T. Miura;Akiko Kotachi;Y. Oaki;H. Imai
通讯作者：
T. Miura;Akiko Kotachi;Y. Oaki;H. Imai

無機結晶のらせん状成長とキラルな有機分子の認識によるキラリティ制御

通过无机晶体的螺旋生长和手性有机分子的识别来控制手性

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
日本結晶成長学会誌 (掲載受理)
影响因子：
0
作者：
川口拓之;岡田英史;Yuya Oaki;Yuya Oaki;Yuya Oaki;Yuya Oaki;Yuya Oaki;Shigeyuki Muto;Junko Yahiro;Hiroaki Imai;Yuya Oaki;Kozue Furuichi;Takashi Miura;Kozue Furuichi;今井宏明
通讯作者：
今井宏明