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固液界面における自己集合を利用するグラフェンの高秩序化学修飾

Research Project

Project/Area Number 14F04030
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Organic chemistry
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

戸部 義人  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (60127264)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) LINDNER BENJAMIN  大阪大学, 基礎工学研究科, 外国人特別研究員
LINDNER Benjamin  大阪大学, 基礎工学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsグラファイト / グラフェン / 周期的化学修飾 / 自己集合単分子膜 / ラマンママッピング / STM / ラマンマッピング
Outline of Annual Research Achievements

グラファイトやグラフェンという原子レベルで平坦な炭素物質表面を、表面上で形成される分子自己集合体を利用することにより規則的に修飾し、センサーや高度に制御された触媒などの機能性物質の開発に結びつけることを目的として研究を行った。具体的には、以下の課題について研究した。
(1)前年度に引き続きナイトレンを用いたグラファイトの修飾を検討したが、明確な結論が得られなかったため、ジアゾニウム塩の電気化学的還元により発生させたフェニルラジカルによるグラファイトの修飾を行った。電気化学的修飾法は共同研究先であるベルギーのルーバン大学に博士研究員が滞在することにより、その技術を修得した。その結果、フェニル基の置換基の電子的性質の違いにより修飾率が大きく異なることを見出した。置換基によるラジカルのSOMOレベルと反応性の間には一定の関係が存在するため、グラファイトのフェルミレベルとラジカルのSOMOレベルの差が反応性の違いの原因であると考えられる。次に多孔性単分子膜を用いた位置選択的修飾についても検討し、それが可能であることをSTM観測に基づき明らかにしたが、現時点では再現性の問題を残している。
(2)位置選択的官能化に関連して、ヒドロキシ基を導入した多孔性単分子膜の形成について検討したところ、条件によっては二層膜が形成されることをSTM観測に基づき明らかにした。ヒドロキシ基間の水素結合が駆動力となっていると考えられるが、固体表面上での二層膜の形成は例が少なく、画期的な発見といえる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ルーバン大学(ベルギー)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Covalent Modification of Graphene and Graphite using Diazonium Chemistry: Tunable Grafting and Nano-manipulation2015

    • Author(s)
      John Greenwood, Thanh Hai Phan, Yasuhiko Fujita, Zhi Li, Oleksandr Ivasenko, Willem Vanderlinden, Hans van Gorp, Wout Frederickx, Gang Lu, Kazukuni Tahara, Yoshito Tobe, Hiroshi Uji-i, Stijn Mertens, Steven De Feyter
    • Journal Title

      ACS Nano

      Volume: 9 Pages: 0000-0000

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Graphite Functionalization Using Electrochemically Generated Aryl Radicals Featuring Various Substituents2015

    • Author(s)
      Benjamin D. Lindner, Tohru Ishikawa, Kazukuni Tahara, John Greenwood, Thanh Hai Phan, Steven De Feyter, Yoshito Tobe
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Hanolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Substituent Induced Control of Porous Multi-Layer Growth at Liquid/Solid Interfaces2015

    • Author(s)
      Benjamin D. Lindner, Yuan Fang, Kazukuni, Tahara, Steven De Feyter, Yoshito Tobe
    • Organizer
      16th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • Place of Presentation
      Madrid, Spain
    • Year and Date
      2015-07-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Graphite Funcitonalization Using Electrochemically Generated Aryl Radicals: Chracterization and Control2015

    • Author(s)
      Benjamin D. Lindner, Kazukuni Tahara, Toru Ishikawa, John Greenwood, Than Hai Phan, Steven De Feyter, Yoshito Tobe
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学(千葉・船橋)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Studies onConstruction of Porous Multi-Layered Film at Liquid/Solid Interfaces2015

    • Author(s)
      Kazukuni Tahara, Benjamin D. Lindner, Yuan Fang, Steven De Feyter, Yoshito Tobe
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学(千葉・船橋)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機アジドを用いたグラフェンの化学修飾に関する研究2015

    • Author(s)
      羽田晃輔, 田原一邦, 戸部義人
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学(千葉・船橋)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 大阪大学大学院基礎工学研究科・物質創成専攻・未来物質領域・新物質創製講座・機能分子創製グループ

    • URL

      http://www.supra.chem.es.osaka-u.ac.jp/publications/

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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