光学デバイス向けの無機液晶 - 2Dボロフェン酸化物

T. Kambe, S. Imaoka, M. Shimizu, R. Hosono, D. Yan, H. Taya, M. Katakura, H. Nakamura, S. Kubo, A. Shishido, K. Yamamoto
Nature Commun. 2022, 13, 1037.

ボロフェンは、次世代の2次元材料として有望な電子および光学特性を持つことが最近提案されている。しかし、その不安定性のために大規模な応用がこれまで制限されていた。本研究では、2次元ボロフェン酸化物から派生した秩序層構造を持つ液晶状態のボロフェン類似物を調査する。材料構造、相転移特性および基本特性は、X線解析、光学および電子顕微鏡、熱特性評価を用いて明らかにされた。得られた液晶は、350℃までの高温で高い熱安定性を示し、1Vの低電圧で駆動される光学スイッチング特性を持つことが判明した。

Liquid crystalline 2D borophene oxide for inorganic optical devices

Borophene has been recently proposed as a next-generation two-dimensional material with promising electronic and optical properties. However, its instability has thus far limited its large-scale applications. Here, we investigate a liquid-state borophene analogue with an ordered layer structure derived from two-dimensional borophene oxide. The material structure, phase transition features and basic properties are revealed by using X-ray analysis, optical and electron microscopy, and thermal characterization. The obtained liquid crystal exhibits high thermal stability at temperatures up to 350 °C and an optical switching behaviour driven by a low voltage of 1 V.

日本化学会 第71回進歩賞 受賞

神戸徹也 助教が、公益社団法人日本化学会 第71回進歩賞を受賞しました。

研究題目
超原子構築のための典型金属元素を含む精密構造体の開拓

環太平洋国際化学会議2021（Pacifichem）で3名受賞

環太平洋国際化学会議2021（The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)）にて入内嶋君、青木さん、森合君の３名が受賞しました。

1400名の応募者から40名（内 日本人18名）のみが選ばれた賞です。おめでとうございます！

Pacifichem2021 Student Research Competition 受賞者発表

デンドロン組立超分子テンプレートによる準サブナノ粒子の高精度合成

T. Tsukamoto, K. Tomozawa, T. Moriai, N. Yoshida, T. Kambe, K. Yamamoto
Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202114353.

準サブナノ材料（1～3 nm）は、バルク固体と分子の両方と見なされるグレイ構造に由来する独自の特性を示すと予測されているが、その合成は非常に困難である。本研究では、配位化学と高分子化学の組み合わせを用いた準サブナノサイズ材料の新しいテンプレート合成法を説明する。ホスト酸性コアユニットに6つのトリチリウムカチオンを持つゲスト塩基性フェニルアゾメチンデンドロンユニットの自己組織化を利用し、デンドロン組立超分子を簡便かつ定量的に高価な技術を使わずに構築した。この巨大な超分子カプセルは、塩基性リガンド内に複数の酸性ロジウム塩を蓄積し、多核錯体の形成を介してロジウム粒子の精密合成を可能にした。得られた粒子（Rh84, 約1.5 nm）は、1～3 nmの範囲内の粒子サイズを持ち、従来のサブナノ粒子（Rh14, 約0.85 nm）よりも大きく、準サブナノ粒子の精密なテンプレート合成が成功したことを実証した。

Highly Accurate Synthesis of Quasi-sub-nanoparticles by Dendron-assembled Supramolecular Templates

Quasi-sub-nanomaterials (1–3 nm) have been predicted to exhibit unique properties originating from the gray structures considered both bulk solids and molecules, while their synthesis is extremely difficult. The present study describes a new template synthesis method for quasi-sub-nanosized materials using a combination of coordination chemistry and polymer chemistry. Utilizing self-assembly of guest basic phenylazomethine dendron units onto host acidic core units with six tritylium cations, the dendron-assembled supramolecules were constructed easily and quantitatively without costly techniques. This huge supramolecular capsule accumulating multiple acidic rhodium salts in its basic ligands enabled a precise synthesis of rhodium particles via formation of multinuclear complexes. The obtained particles (Rh84, ≈1.5 nm) have particle sizes within 1–3 nm range and were larger than conventional sub-nanoparticles (Rh14, ≈0.85 nm), therefore the precise template synthesis of quasi-sub-nanoparticles was successfully demonstrated.

第11回 CSJ化学フェスタで受賞

第11回 CSJ化学フェスタにて高橋敏君、赤田君、吉田君、高橋篤輝君の4名がそれぞれ受賞をしました。おめでとうございます！

優秀ポスター発表賞

　■高橋 敏（M2）合金サブナノ粒子内部の原子動態直接観察

　■赤田 雄治（M1）電子顕微鏡画像解析による金属原子間結合の評価

　■吉田 希生（M2）デンドリマーを鋳型とした Au-Sn 合金サブナノ粒子の合成および物性解明

　■⾼橋 篤輝（M2）ピリジンコアデンドリマーを利⽤したビスマスサブ ナノ粒⼦の合成 

多核金属錯体分子の金属原子をラベルとした立体構造解析

K. Takada, M. Morita, T. Imaoka, J. Kakinuma, K. Albrecht, K. Yamamoto
Sci. Adv. 2021, 7, eabd9887.

単一分子の顕微観察は化学の分野で急速に拡大しており、多数の分子を必要とする従来の特性評価技術とは異なる。このような単一分子顕微鏡の一つに高角環状暗視野走査透過電子顕微鏡（HAADF-STEM）があり、原子番号依存のコントラストのため、特に配位化合物に適している。しかし、これまでのところ、HAADF-STEMを用いた単一分子観察は単純な平面分子に限られていた。本研究では、Irを原子ラベルとして用いることで、非平面デンドロン化ポリ核Ir錯体のサブナノメートル分解能での直接構造解析を実証する。デンドリマー錯体への電子線量を減少させることが単一分子観察の鍵である。立体異性体のシミュレートされたSTEM画像との比較を行い、最も可能性の高い立体配座を決定する。我々の結果は、従来の方法では不可能であった配位高分子の構造解析を実現するための電子顕微鏡観察の可能性を拡大するものである。

Metal atom–guided conformational analysis of single polynuclear coordination molecules

Microscopic observation of single molecules is a rapidly expanding field in chemistry and differs from conventional characterization techniques that require a large number of molecules. One of such form of single-molecule microscopy is high-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM), which is especially suitable for coordination compounds because of its atomic number–dependent contrast. However, to date, single-molecule observations using HAADF-STEM has limited to simple planar molecules. In the present study, we demonstrate a direct structural investigation of nonplanar dendronized polynuclear Ir complexes with subnanometer resolution using Ir as an atomic label. Decreasing the electron dose to the dendrimer complexes is critical for the single-molecule observation. A comparison with simulated STEM images of conformational isomers is performed to determine the most plausible conformation. Our results enlarge the potential of electron microscopic observation to realize structural analysis of coordination macromolecules, which has been impossible with conventional methods.

市村学術賞 貢献賞 受賞

山元教授が「第53回市村賞 市村学術賞 貢献賞」を受賞しました。

受賞研究題目：原子精度サブナノ粒子材料の開発
受賞者：山元 公寿