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Science of Post-nanocarbons: Structural science of nano pi-space

Research Project

Project/Area Number 20H00375
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 33:Organic chemistry and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

磯部 寛之  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (30302805)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2021-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥45,370,000 (Direct Cost: ¥34,900,000、Indirect Cost: ¥10,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Keywordsナノカーボン / 有機合成化学 / 物理有機化学 / 巨大分子 / 湾曲π共役
Outline of Research at the Start

本研究は,「ポストナノカーボン科学:ナノπ空間の精密構造科学」と題し,明確・一義な構造をもつ新しいナノカーボン分子を設計・合成し,その特性解明に基づく機能開拓を目指すものである.「大きく曲がったπ電子系の特性とはなにか?」を根源的な問いに据え,「新分子・新物質創造」によりその解を追い求める提案である.さらにそこで得られた解を,単に化学分野のみでの理解・価値とするのではなく,広く異分野を含めた視野で捉え,「機能性」という価値に読み替えようと考えている.

Outline of Annual Research Achievements

「ポストナノカーボン科学:ナノπ空間の精密構造科学」と題した本研究は,明確・一義な構造を有する新たなナノカーボン分子を設計・合成し,その特性解明とそれに基づく機能開拓を目指すものである.「大きく曲がったπ電子系の特性とはなにか?」を根源的な問いに据え,「新分子・新物質創造」によりその解を追い求める提案である.本研究課題では,「1.多様構造の創造」「2.基本特性の解明」「3.機能性への展開」の3項目を検討項目とし,その三つ巴の研究展開により,「分子性ナノカーボンの科学」を飛躍的に発展させることを目指して検討を進めた.本研究期間には,特に「1.多様構造の創造」「2.基本特性の解明」に注力した.「1.多様構造の創造」においては,主にヘテロ原子を導入した新分子の設計・合成を進めてきたが,窒素原子を導入した巨大筒状分子の合成に成功し,窒素ドープがもたらす電子的影響について詳細を検討した.「2.基本特性の解明」の項目では,筒状の炭化水素ホストと,球状のアザフラーレン回転子からなる超分子会合体を構築した.これは以前に我々が発見している,分子間の極微摩擦により固体内慣性回転を実現する「分子ベアリング」の窒素原子をドープした類縁体である.この窒素ドープ型分子ベアリングについて,溶液中における動的挙動をNMR測定と理論計算を用いて詳細に解析した.特に置換基を有する分子ベアリングにおいて,筒の上下をフリップする興味深い運動を解明した.その他,「3.機能性への展開」に関連して,鎖状オリゴアリーレンの有機EL素子への応用に関する成果を報告した.

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2020

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results)

  • [Journal Article] A nitrogen-doped nanotube molecule with atom vacancy defects2020

    • Author(s)
      K. Ikemoto, S. Yang, H. Naito, M. Kotani, S. Sato, H. Sato
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 11, 1807 Issue: 1 Pages: 1807-1807

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15662-6

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Acyclic, Linear Oligo‐meta‐phenylenes as Multipotent Base Materials for Highly Efficient Single‐layer Organic Light‐emitting Devices2020

    • Author(s)
      Yoshii Asami、Onaka Yuzuka、Ikemoto Koki、Izumi Tomoo、Sato Sota、Kita Hiroshi、Taka Hideo、Isobe Hiroyuki
    • Journal Title

      Chemistry - An Asian Journal

      Volume: 15 Issue: 14 Pages: 2181-2186

    • DOI

      10.1002/asia.202000521

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ineffective OH Pinning of the Flipping Dynamics of a Spherical Guest within a Tight‐Fitting Tube2020

    • Author(s)
      Matsuno Taisuke、Someya Maki、Sato Sota、Maeda Satoshi、Isobe Hiroyuki
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 59 Issue: 34 Pages: 14570-14576

    • DOI

      10.1002/anie.202005538

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and stereoisomerism of [n]cyclo-2,9-phenanthrenylene congeners possessing alternating E/Z- and R/S-biaryl linkages2020

    • Author(s)
      Yang Yong、Nanjo Yuki、Isobe Hiroyuki、Sato Sota
    • Journal Title

      Organic & Biomolecular Chemistry

      Volume: 18 Issue: 26 Pages: 4949-4955

    • DOI

      10.1039/d0ob01064b

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed

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Published: 2020-04-28   Modified: 2021-12-27  

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