2025/10/23 更新

写真a

ウスバ ジュンイチ
薄葉 純一
USUBA Junichi
所属
未来社会創造機構 脱炭素社会創造センター プロジェクト部門 特任助教
職名
特任助教

学位 1

  1. 博士(理学) ( 2022年3月   名古屋大学 ) 

研究分野 3

  1. ナノテク・材料 / 有機合成化学

  2. ナノテク・材料 / 構造有機化学、物理有機化学

  3. ナノテク・材料 / 無機・錯体化学

経歴 5

  1. 名古屋大学 未来社会創造機構 脱炭素社会創造センター 特任助教

    2024年6月 - 現在

  2. Brandeis University 博士研究員

    2022年10月 - 2024年5月

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    国名:アメリカ合衆国

  3. 京都大学高等研究院物質-細胞統合システム拠点(iCeMS)特定研究員

    2021年10月 - 2022年9月

  4. 株式会社クレハ

    2021年4月 - 2021年9月

  5. 名古屋大学, 大学院理学研究科, 日本学術振興会 特別研究員(DC2)

    2019年4月 - 2021年3月

学歴 2

  1. 名古屋大学   大学院理学研究科 物質理学専攻(化学系) 博士後期課程

    2018年4月 - 2021年3月

  2. 名古屋大学   大学院理学研究科 物質理学専攻 (化学系) 博士前期課程

    2016年4月 - 2018年3月

 

論文 16

  1. Bambusuril Small-Molecule Ionic Isolation Lattices for Exciton Coupled Dimers and Dicationic Fluorophores

    Olsson, AH; Tripathy, V; Yamamoto, N; Usuba, J; Leavitt, JS; Kambas, EA; VanDenburgh, KL; Raghavachari, K; Han, GGD; Laursen, BW; Flood, AH

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   147 巻 ( 41 ) 頁: 37372 - 37384   2025年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/jacs.5c11141

    Web of Science

    PubMed

  2. A Durable Metal–Organic Framework with a Hydrophobic sp3-Carbon-Rich Nanospace Constructed from Flexible Medium-Sized Ring Ligands

    Junichi Usuba, Yhu Hijikata, Teppei Takahara, Shinpei Kusaka, Ryotaro Matsuda

        2025年9月

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  3. Curved anthracenes for visible-light photon energy storage via Dewar isomerization

    Chakraborty S., Choudhuri W.S.R., Usuba J., Qiu Q., Raju C., Han G.G.D.

    Chem     2025年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Chem  

    We report the design of curved anthracene systems that undergo efficient Dewar isomerization upon visible-light absorption and release heat through thermally triggered reverse isomerization, with high cyclability. These systems achieve remarkably high-energy storage capacities—up to 170 kJ/mol and 0.65 MJ/kg—comparable to the best reported molecular solar thermal (MOST) materials, while offering the added capability of harnessing the standard solar spectrum and presenting chemical robustness. Notably, these curved anthracenes can be fine-tuned to store energy in a neat liquid state, presenting a promising route toward solvent-free solar thermal energy storage devices. This report highlights the potential of fully carbon-based aromatic systems to store a large quantity of solar energy via photo-induced valence isomerization and dearomatization.

    DOI: 10.1016/j.chempr.2025.102660

    Scopus

    PubMed

  4. On-Demand Sintering of Gold Nanoparticles via Controlled Removal of o-Nitrobenzyl Thiol Ligands Under Record-Low Power for Conductive Patterns Open Access

    Im, J; Heaton, C; Putri, NRE; Liu, CX; Usuba, J; Butler, K; Fay, M; Han, GGD; Hooshmand, H; Thompson, A; Wildman, R; Hague, R; Turyanska, L; Tuck, C

    ADVANCED SCIENCE   12 巻 ( 12 ) 頁: e2415496   2025年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Advanced Science  

    Metal nanoparticles-based nanoinks have shown potential for fabricating metallic components essential to the realization of innovative 3D-printed electronic devices. However, fabricating metallic patterns on flexible, heat-sensitive substrates remains challenging due to high temperature and high energy sources, such as intense pulsed light (IPL), involved in the sintering process. Here an efficient sintering method is presented using ultralow power UV by leveraging the photocleavable ligand, o-nitrobenzyl thiol (NT), – functionalized gold nanoparticles (AuNPs). The controlled removal of NT ligands upon UV irradiation enhances light absorption by reducing the filling factor of voids in the printed layer, increasing the layer temperature, and facilitating further ligand desorption. This positive feedback mechanism accelerates nanoparticle sintering at several orders of magnitude lower energy than IPL, achieving an electrical conductivity of 7.0 × 10<sup>6</sup> S m<sup>−1</sup>. This nanoink promises the parallel printing of multimaterial components through ultralow power photonic sintering for fabricating multifunctional 3D-printed electronic devices.

    DOI: 10.1002/advs.202415496

    Open Access

    Web of Science

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    PubMed

  5. Synthesis of fully fused tetrapyrazinoporphyrazine polymers bearing three-dimensional structures controlled by steric repulsion Open Access

    Watanabe, K; Toya, T; Toyota, Y; Kobayashi, Y; Usuba, J; Hijikata, Y; Matsuda, R; Nishimura, K; Sugiyama, H; Segawa, Y

    CHEMICAL COMMUNICATIONS   61 巻 ( 13 ) 頁: 2822 - 2825   2025年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Chemical Communications  

    The synthesis and characterization of fused aromatic networks composed of zinc tetrapyrazinoporphyrazines are reported. The steric repulsion of bulky substituents induced the formation of three-dimensional structures. Thus-obtained insoluble polymers adsorbed CO2 and had near-infrared absorption indicating their porosity and extended π-conjugation.

    DOI: 10.1039/d4cc06293k

    Open Access

    Web of Science

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    PubMed

  6. Adsorptive-dissolution of O<sub>2</sub> into the potential nanospace of a densely fluorinated metal-organic framework Open Access

    Kusaka, S; Itoh, Y; Hori, A; Usuba, J; Pirillo, J; Hijikata, Y; Ma, YS; Matsuda, R

    NATURE COMMUNICATIONS   15 巻 ( 1 ) 頁: 10117   2024年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nature Communications  

    Nanoporous solids, including metal-organic frameworks (MOFs), have long been known to capture small molecules by adsorption on their pore surfaces. Liquids are also known to accommodate small molecules by dissolution. These two processes have been recognized as fundamentally distinct phenomena because of the different nature of the medium—solids and liquids. Here, we report a dissolution-like gas accommodation so-called “adsorptive-dissolution” behavior in a MOF (PFAC-2) with pores densely filled with perfluoroalkyl chains. PFAC-2 does not have solvent-accessible voids; nevertheless, it captures oxygen molecules without changing the framework structure, analogous to molecular dissolution into liquids. Moreover, we demonstrate the selective capture of O<inf>2</inf> by PFAC-2 in a mixture of O<inf>2</inf> and Ar, which are difficult to separate due to their similarities such as boiling point and molecular size. Our results show the integration of molecular adsorption into nanospaces and dissolution into fluorous solvents, which can guide the design of crystalline adsorbents for selective molecular trapping and gas separation.

    DOI: 10.1038/s41467-024-54391-y

    Open Access

    Web of Science

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    PubMed

  7. Cell-Free Nonequilibrium Assembly for Hierarchical Protein/Peptide Nanopillars

    Jiaqi Guo, Ayisha Zia, Qianfeng Qiu, Michael Norton, Kangqiang Qiu, Junichi Usuba, Zhiyu Liu, Meihui Yi, Shane T. Rich-New, Michael Hagan, Seth Fraden, Grace D. Han, Jiajie Diao, Fengbin Wang, Bing Xu

    Journal of the American Chemical Society     2024年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/jacs.4c06775

  8. Self-activated energy release cascade from anthracene-based solid-state molecular solar thermal energy storage systems

    Subhayan Chakraborty, Han P.Q. Nguyen, Junichi Usuba, Ji Yong Choi, Zhenhuan Sun, Cijil Raju, Gustavo Sigelmann, Qianfeng Qiu, Sungwon Cho, Stephanie M. Tenney, Katherine E. Shulenberger, Klaus Schmidt-Rohr, Jihye Park, Grace G.D. Han

    Chem     2024年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.chempr.2024.06.033

  9. Mechanoactivated amorphization and photopolymerization of styryldipyryliums

    Junichi Usuba, Zhenhuan Sun, Han P. Q. Nguyen, Cijil Raju, Klaus Schmidt-Rohr, Grace G. D. Han

    Communications Materials     2024年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Conventional topochemical photopolymerization reactions occur exclusively in precisely-engineered photoactive crystalline states, which often produces high-insoluble polymers. To mitigate this, here, we report the mechanoactivation of photostable styryldipyrylium-based monomers, which results in their amorphization-enabled solid-state photopolymerization and produces soluble and processable amorphous polymers. A combination of solid-state nuclear magnetic resonance, X-ray diffraction, and absorption/fluorescence spectroscopy reveals the crucial role of a mechanically-disordered monomer phase in yielding polymers via photo-induced [2 + 2] cycloaddition reaction. Hence, mechanoactivation and amorphization can expand the scope of topochemical polymerization conditions to open up opportunities for generating polymers that are otherwise difficult to synthesize and analyze.</jats:p>

    DOI: 10.1038/s43246-024-00539-8

  10. Photoinduced Solid–Liquid Phase Transition and Energy Storage Enabled by the Design of Linked Double Photoswitches

    Alejandra Gonzalez, Qianfeng Qiu, Junichi Usuba, Joshua Wan, Grace G. D. Han

    ACS Materials Au     2024年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acsmaterialsau.3c00069

  11. Solid-state photon energy storage via reversible [2+2] cycloaddition of donor-acceptor styrylpyrylium system

    Sungwon Cho, Junichi Usuba, Subhayan Chakraborty, Xiang Li, Grace G.D. Han

    Chem     2023年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier {BV}  

    DOI: 10.1016/j.chempr.2023.06.007

  12. Photoswitch designs for molecular solar thermal energy storage

    Junichi Usuba, Grace G.D. Han

    Trends in Chemistry     2023年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier {BV}  

    DOI: 10.1016/j.trechm.2022.12.010

  13. Visible light activated energy storage in solid-state Azo-BF<sub>2</sub> switches

    Qianfeng Qiu, Qingkai Qi, Junichi Usuba, Karina Lee, Ivan Aprahamian, Grace G. D. Han

    Chemical Science     2023年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    <jats:p>Visible-light-absorbing photoswitches based on the Azo-BF<jats:sub>2</jats:sub> scaffold show reversible isomerization in the solid state, storing photon energy and releasing thermal energy on demand.</jats:p>

    DOI: 10.1039/d3sc03465h

  14. Thiophene-Fused 1,4-Diazapentalene: A Stable C=N-Containing π-Conjugated System with Restored Antiaromaticity

    Usuba, J; Fukazawa, A

    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL   27 巻 ( 65 ) 頁: 16127 - 16134   2021年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Chemistry A European Journal  

    A thiophene-fused 1,4-diazapentalene (TAP) was rationally designed and synthesized as a C=N-containing 4n π-electron system that exhibits restored antiaromaticity impaired by the doping with C=N bonds. X-ray crystallographic analysis and quantum chemical calculations revealed that the annulation of thiophene rings with the 1,4-diazapentalene moiety resulted in a much higher antiaromaticity than the pristine 1,4-diazapentalene. These effects can be ascribed to the reduced bond alternation of the eight-membered-ring periphery caused by stabilization of the less-stable bond-shifted resonance structure upon increasing the degree of substitution of imine moieties. Consequently, TAP underwent facile hydrogenation even under mild conditions because of its pronounced antiaromaticity and the high aromaticity of the corresponding hydrogenated product H<inf>2</inf>-TAP. In addition, the electrophilic C=N moieties in TAP led to the formation of a dense π-stacked structure. These results highlight the effect of partial replacement of C=C bonds with C=N bonds in antiaromatic π-electron systems.

    DOI: 10.1002/chem.202103122

    Web of Science

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  15. Dithieno[a,e]pentalenes: Highly Antiaromatic Yet Stable π-Electron Systems without Bulky Substituents Open Access

    Usuba J., Hayakawa M., Yamaguchi S., Fukazawa A.

    Chemistry A European Journal   27 巻 ( 5 ) 頁: 1482   2021年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Chemistry A European Journal  

    Invited for the cover of this issue are Aiko Fukazawa and co-workers at Kyoto University and Nagoya University. The image depicts the π-electrons as people to highlight the effect of fused aromatic rings in the antiaromatic π-electron systems. Read the full text of the article at 10.1002/chem.202004244.

    DOI: 10.1002/chem.202004897

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  16. Synthesis of seminaphtho-phospha-fluorescein dyes based on the consecutive arylation of aryldichlorophosphines

    Fukazawa, A; Usuba, J; Adler, RA; Yamaguchi, S

    CHEMICAL COMMUNICATIONS   53 巻 ( 61 ) 頁: 8565 - 8568   2017年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Chemical Communications  

    Seminaphtho-phospha-fluorescein (SNAPF), a phosphine-oxide-containing unsymmetric fluorescein dye, was synthesized based on the consecutive arylation of PhPCl<inf>2</inf>, followed by Friedel-Crafts cyclization. The resulting SNAPF exhibited several attractive photophysical properties including an intense fluorescence in the NIR region and a large Stokes shift.

    DOI: 10.1039/c7cc04323f

    Web of Science

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講演・口頭発表等 1

  1. 柔軟な中員環配位子を組み込んだMOFの構造と物性

    薄葉純一

    第35回基礎有機化学討論会  2025年9月9日  基礎有機化学会

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    開催年月日: 2025年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋⼤学 東⼭キャンパス   国名:日本国  

科研費 2

  1. 柔軟性MOFの多様化に向けた中員環配位子の開発

    研究課題/研究課題番号:25K18049  2025年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究

    薄葉 純一

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

    水素の貯蔵や二酸化炭素の捕集といったガス貯蔵・分離が可能な金属-有機構造体 (MOF) は持続可能な社会を実現するための最重要な材料である。その中でも特に、柔軟性 MOF は特異なガス選択性、狭い圧力範囲での急激な吸着といった魅力的な性質を有している。本研究課題では有機配位子の柔らかさを活かした柔軟性 MOF の開発とその設計指針の確立を目指す。この目的のために、飽和結合によって分子内架橋された中員環配位子、ジベンゾシクロオクタン、およびその類縁体を組み込んだ MOF の創出とその物性解明に取り組む。

  2. 反芳香族化合物の分子間相互作用の解明と機能開拓

    研究課題/研究課題番号:19J15561  2019年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

    薄葉 純一

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:2300000円 ( 直接経費:2300000円 )

    本研究課題は反芳香族化合物どうしの強い分子間相互作用の実現を通して,従来のπ 電子系では達成できない優れた機能性材料を創出することを目的に設定している.採用時までに,チオフェン縮環型ペンタレン (DTP) がかさ高い置換基を用いることなく反芳香族性と安定性を両立である骨格であることを見出した.また,令和元年度には,DTPの骨格内のC=C結合の一部をC=N結合に置き換えたチオフェン縮環型ジアザペンタレン (TAP) の合成に成功し,TAPがイミンの導入に伴う特徴的な反応性や物性をもつだけでなく結晶中で密な積層構造を有することを見出した.これらの結果は,反芳香族化合物を光・電子機能性材料へと活用する上でのボトルネックであった「安定性の担保」と「強い分子間相互作用の実現」を乗り越えた重要な成果と位置付けられる.今年度は,過年度までの知見を真に優れた電子機能性材料へ結び付けるための試みとして,TAPへの構造修飾が結晶のパッキング構造に与える影響を検証した.その結果,非対称な π 共役の拡張によって,これまでこの分子系では見られなかった非カラム状のSlipped π stacking型や,分子のオーバーラップの大きいCofacial型といった特徴的な積層構造を形成することを見出し,積層構造の制御に関する貴重な知見を得ることに成功している.期間内では,キャリア移動度の計測や実デバイスでの物性評価を行うまでには至らなかったが,DTPでは困難であった大量合成法の確立や反応性の解明という観点で多くの重要な知見を得ており,反芳香族化合物を基盤とする機能性材料の創製に対して確固たる道筋をつけたと評価できる.