界面配位プログラミングによる分子ネットワークの創製とその機能

• Project/Area Number: 26248017
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Inorganic chemistry
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 西原 寛 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70156090)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山野井 慶徳 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20342636) ; 草本 哲郎 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90585192)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000); Fiscal Year 2014: ¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
• Keywords: 一次元錯体 / 二次元錯体 / ナノシート / 電子移動 / テルピリジン錯体 / ジチオラト錯体 / 二相界面合成

Outline of Annual Research Achievements

界面配位プログラミング法を用いて、π共役レドックス錯体の新規分子ネットワークを創製するとともに、それらのユニークな特性を解明する研究を行った。対象物質群の一つは、界面に縦方向に分子ユニットを連結して組み上げる錯体分子ワイヤであり、従来の逐次的結合法に加えて、連続伸張法を開拓して、高速で大規模なレドックス活性を発現させることを目的とした。実際に、ビス（アミノフェニルテルピリジン）金属（金属 = Fe, Ru)の電解酸化重合法により、7000量体にも及ぶ一次元レドックスワイヤを作製し、高速、可逆でな電子移動をお越し、繰り返し特製に優れた新規材料の合成に成功した。さららに異なる金属錯体のヘテロ接合によるダイオード特性の発現にも成功した。
さらに、レドックス電位の変化と連動した分ローター機能を持つ、ピリジルピリミジン錯体のチオール誘導体の金基板上への固定化とその室温でのSTM測定による分子ローターの挙動観察に成功した。もう一つの対象物質群は界面に横方向に分子ユニットを連結して組み上げる金属錯体ナノシートであり、二相界面合成法を用いて多層および単層の導電性及びレドックス活性な錯体πナノシートを作製し、高速エレクトロクロミック特性、トポロジカル絶縁性、磁気配列能などの特異物性・機能の発現を目指した。具体的にベンゼンテトラチオールを配位子としてを用いた一次元金属錯体、ベンゼンヘキサチオールを配位子としてを用いた二次元金属錯体の液液界面、気液界面によるナノシートの合成に成功し、後者については、レドックス制御により、金属的な性電子的質を示すことを明らかにした。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Ordered Alignment of a One-Dimensional π-Conjugated Nickel Bis(dithiolene) Complex Polymer Produced via a Liquid-Liquid Interfacial Reaction (2014)
  • Author(s): Ryota Matsuoka, Ryota Sakamoto, Tetsuro Kusamoto, Tetsuya Kambe, Kenji Takada, Hiroshi Nishihara
  • Journal Title: Chemical Communications Volume: 50 Issue: 60 Pages: 8137-8139
  • DOI: 10.1039/c4cc02022g
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Redox Control and High Conductivity of Nickel Bis(dithiolene) Complex π–Nanosheet: A Potential Organic Two-Dimensional Topological Insulator (2014)
  • Author(s): T. Kambe, R. Sakamoto, T. Kusamoto, T. Pal, N. Fukui, K. Hoshiko, T. Shimojima, Z. Wang, K. Ishizaka, S. Hasegawa, F. Liu, and H. Nishihara
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society Volume: 136 Issue: 41 Pages: 14357-14360
  • DOI: 10.1021/ja507619d
  • Peer Reviewed