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ナノグラフェンの選択的修飾による物性制御法の開発

Research Project

Project/Area Number 15J10147
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Organic chemistry
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

小田 一磨  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsヘキサベンゾコロネン / 酸化 / 多量化 / 固体発光 / ラジカル / メカノクロミズム / 近赤外吸収 / グラフェン / 量子ドット / 脱炭酸 / 発光
Outline of Annual Research Achievements

ヘキサベンゾコロネン(HBC)は広いπ平面に由来した高い自己集積能をもつため、超分子分野での研究が盛んに行われている。一方で、高い構造的対称性ゆえに発光特性が乏しく、光学材料としての応用には課題が残る。本研究ではジシアノメチル基を導入した HBCのアニオン塩を酸化することで、ジシアノエテン基で架橋された二量体の合成に成功した。二量体は溶液中では光照射によってcis-trans異性化し、cis体が優先的に得られることが分かった。また、固体および溶液状態において高い量子効率で赤色発光を示した。さらにすりつぶすことで発光色が変化し、メカノフルオロクロミック特性を示した。本来、発光性に乏しいHBCにおいて固体状態で高い発光効率を達成した結果であり、HBCの発光材料としての応用可能性を示すものである。
またジシアノメチル基をもつHBCの酸化により、テトラシアノエチレン基で架橋されたHBC二量体および環状三量体を得ることに成功した。得られた二量体・三量体はすりつぶすことで固体色が変化し、さらに溶媒の滴下によって元の色に戻るというメカノクロミック特性を示した。ESR測定の結果、機械的刺激によってテトラシアノエチレン部位の炭素-炭素結合が切れラジカル種が生成していることがわかり、そのラジカルは空気下で長時間(数ヶ月)安定に存在していた。また生成したラジカルは近赤外領域に強い吸収を示した。また昇温条件では近赤外吸収は示さなかったことから、熱ではなく機械的刺激によって結合が切断されていることが示唆された。得られたHBC多量体は分子メモリやスイッチングデバイスなどへの応用が期待される。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Synthesis of bright red-emissive dicyanoethenobridged hexa-peri-hexabenzocoronene dimers2017

    • Author(s)
      Kazuma Oda, Satoru Hiroto, Ichiro Hisaki, Hiroshi Shinokubo
    • Journal Title

      Org. Biomol. Chem.

      Volume: 15 Issue: 6 Pages: 1426-1434

    • DOI

      10.1039/c6ob02775j

    • NAID

      120006305604

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fully-Substituted 1,3-Butadienes as π-Conjugated Linkers between Pyrenes2016

    • Author(s)
      K. Oda
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 45 Issue: 4 Pages: 403-405

    • DOI

      10.1246/cl.151181

    • NAID

      130005143982

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ジシアノメチル基をもつヘキサベンゾコロネンの反応性および物性2017

    • Author(s)
      小田一磨、廣戸聡、忍久保洋
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      神奈川県
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ジシアノメチル基をもつヘキサベンゾコロネンの反応性および物性2016

    • Author(s)
      小田一磨、廣戸聡、忍久保洋
    • Organizer
      第3回π造形若手研究会
    • Place of Presentation
      石川県
    • Year and Date
      2016-11-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 脱炭酸的カップリングによるグラフェン量子ドットの可溶化と発光色の制御,2016

    • Author(s)
      小田一磨、廣戸聡、忍久保洋
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 脱炭酸的カップリングによるグラフェン量子ドットの可溶化と発光色の制御,2016

    • Author(s)
      小田一磨、廣戸聡、忍久保洋
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 脱炭酸的アリール化によるグラフェン量子ドットの可溶化と発光色の制御2015

    • Author(s)
      小田一磨、廣戸聡、忍久保洋
    • Organizer
      第5回酸化グラフェンシンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2015-12-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 脱炭酸的アリール化によるグラフェン量子ドットの可溶化と発光色の制御2015

    • Author(s)
      小田一磨、廣戸聡、忍久保洋
    • Organizer
      第26回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2015-09-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Pyrenyl Substituted Butadienes2015

    • Author(s)
      Kazuma Oda, Satoru Hiroto, Daisuke Sakamaki, Shu Seki, Hiroshi Shinokubo
    • Organizer
      16th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • Place of Presentation
      スペイン
    • Year and Date
      2015-07-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Butadiene-bridged pyrene dimers: model molecules of bilayer graphene2015

    • Author(s)
      Kazuma Oda, Satoru Hiroto, Daisuke Sakamaki, Shu Seki, Hiroshi Shinokubo
    • Organizer
      The Sixteenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2015-06-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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