有機半導体二次元高分子の合成

• Project/Area Number: 26288102
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Polymer/Textile materials
• Research Institution: Institute of Systems, Information Technologies and Nanotechnologies (2015-2016); Osaka University (2014)
• Principal Investigator: 坂本 純二 公益財団法人九州先端科学技術研究所, その他部局等, 研究員 (10619646)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥14,430,000 (Direct Cost: ¥11,100,000、Indirect Cost: ¥3,330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2015: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2014: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000)
• Keywords: 有機ナノシート / 二次元高分子 / 高分子合成 / 合成化学 / 高分子構造・物性 / 構造・機能材料 / ナノ材料 / 有機化学合成 / 二次元重合 / シート状高分子 / 機能性高分子 / 有機半導体 / 高分子材料

Outline of Annual Research Achievements

前年度に引き続き、天然高分子であるカードランの化学修飾を行い、得られたカードラン誘導体をマクロモノマーとした二次元高分子の合成を検討した。４，６－アセタール化によりマクロモノマーの側鎖に様々な芳香族基の導入を試みたところ、フェニル基だけでなくナフチル基についても高置換度（０．９以上）でマクロモノマーの側鎖に導入できることを確認した。核磁気共鳴スペクトル測定、円偏光二色性スペクトル測定、光散乱測定、蛍光スペクトル測定等により、マクロモノマーの主鎖が三重螺旋を形成し、その軸方向に発色基がπ－πスタッキングで規則正しく配列していることを確認した。得られたマクロモノマーはいずれもクロロホルムに可溶であり、その溶液を固体基板上で蒸発乾固することにより、三重螺旋間での共螺旋交差による架橋重合が起こることを原子間力顕微鏡観察により確認した。ガラス板やテフロン板上に展開したマクロモノマー溶液からは、直径がセンチメートル規模の広さの自立した高分子膜を作製することに成功した。この高分子膜は引っ張りや曲げに対して丈夫であり、フレキシブルな透明膜であった。ナフチル基が導入されたマクロモノマーから得られた高分子膜は、UV照射により蛍光を発することを確認した。
さらに、フェニル基を側鎖に有するマクロモノマーから得られた高分子膜は、室温で数日間希塩酸中に浸漬することによりカードラン膜に直接変換できることを見い出した。すなわち、通常はゲル化により作製が困難とされる丈夫なカードラン膜を、本研究のカードラン誘導体膜を前駆体膜とすることにより簡便に作製することに成功した。これにより、免疫細胞と特異的に結合する性質をもつカードランの成膜方法を確立することができ、医用材料への応用の道も開かれた。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Cohelical Crossover Network by Supramolecular Polymerization of a 4,6-Acetallized β-1,3-Glucan Macromer (2017)
  • Author(s): J. Sakamoto*, R. Kita, I. Duelamae, M. Kunitake, M. Hirano, D. Yoshihara, T. Yamamoto, T. Noguchi, B. Roy and S. Shinkai
  • Journal Title: ACS Macro Let Volume: 6 Issue: 1 Pages: 21-26
  • DOI: 10.1021/acsmacrolett.6b00706
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Rational Synthesis of 2D Polymers Towards Designer Nanosheets (2016)
  • Author(s): 坂本 純二, 新海 征治
  • Journal Title: KOBUNSHI RONBUNSHU Volume: 73 Issue: 1 Pages: 42-54
  • DOI: 10.1295/koron.2015-0061
  • NAID: 130005120386
  • ISSN: 0386-2186, 1881-5685
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Propeller-Shaped D3h-Symmetric Macrocycles with Three 1,8-Diazaanthracene Blades as Building Blocks for Photochemically Induced Growth Reactions (2015)
  • Author(s): Servalli, M.; Luzia, G.; Sakamoto, J.; Schlueter, A. D.
  • Journal Title: Eur. J. Org. Chem. Volume: 66 Issue: 20 Pages: 52-57
  • DOI: 10.1002/ejoc.201500496
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] ナノからマクロへ：分子紐の共らせん交差による超分子ネットワーク形成 (2017)
  • Author(s): 坂本純二
  • Organizer: 京都高度技術研究所－九州先端科学技術研究所研究交流会
  • Place of Presentation: 福岡ソフトリサーチパークセンタービル
• [Presentation] 共らせん交差による多糖誘導体の分子組織化 (2017)
  • Author(s): 坂本純二
  • Organizer: 分子集積化学セミナー
  • Place of Presentation: 鳥取大学
• [Presentation] 二次元高分子の化学合成～分子紐から分子シートへ～ (2017)
  • Author(s): 坂本純二
  • Organizer: 日本化学会特別企画講演会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学日吉キャンパス
  • Invited
• [Presentation] 環状の繰り返し単位からなる高分子のトポケミカル合成 (2016)
  • Author(s): 坂本純二
  • Organizer: 高分子機能化学記念会講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学（札幌）
  • Year and Date: 2016-03-19
  • Invited
• [Presentation] 二次元高分子の合成と機能設計へ向けた構造制御 (2016)
  • Author(s): 坂本純二
  • Organizer: 15-2高分子学会講演会
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • Year and Date: 2016-01-15
  • Invited
• [Presentation] Cohelical Crossover Polymerization of 4,6-Acetalized beta-1,3-Glucan Macromonomers (2016)
  • Author(s): Junji Sakamoto, Seiji Shinkai
  • Organizer: The 11th SPSJ International Polymer Conference (IPC2016)
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ナノからマクロへ：共らせん交差による多糖誘導体の分子組織化 (2016)
  • Author(s): 坂本純二
  • Organizer: 九州大学高等研究院－九州先端科学技術研究所研究交流会
  • Place of Presentation: 九州大学伊都ゲストハウス
• [Presentation] 紐からシートへ：二次元高分子の合成と構造制御 (2015)
  • Author(s): 坂本純二
  • Organizer: 東海大学マイクロ・ナノ研究開発センター 第20回講演会
  • Place of Presentation: 東海大学湘南キャンパス
  • Year and Date: 2015-12-11
  • Invited
• [Presentation] 紐からシートへ：二次元高分子の精密合成 (2015)
  • Author(s): 坂本純二
  • Organizer: 九州大学工学部化学工学部門三浦研究室公開セミナー
  • Place of Presentation: 九州大学伊都キャンパス
  • Year and Date: 2015-05-15
  • Invited
• [Presentation] 紐からシートへ：二次元高分子の構造設計 (2014)
  • Author(s): 坂本純二
  • Organizer: 繊維先端工学特別講演会
  • Place of Presentation: 福井大学（福井）
  • Year and Date: 2014-10-14
• [Presentation] 二次元周期網目高分子の有機合成 (2014)
  • Author(s): 坂本純二
  • Organizer: フロンティア化学教育センター講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学（札幌）
  • Year and Date: 2014-07-03
• [Book] 二次元物質の科学 グラフェンなどの分子シートが生み出す新世界，有機二次元物質の基礎 (2017)
  • Author(s): 坂本純二
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 化学同人
• [Book] 二次元物質の科学 グラフェンなどの分子シートが生み出す新世界，二次元高分子のバルク合成 (2017)
  • Author(s): 坂本純二
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 化学同人
• [Remarks] 公益財団法人 九州先端科学技術研究所 ナノテク研究室 研究業績
  • URL: http://www.isit.or.jp/lab4/gyoseki/
• [Patent(Industrial Property Rights)] カードラン誘導体 (2016)
  • Inventor(s): 新海征治・坂本純二
  • Industrial Property Rights Holder: 新海征治・坂本純二
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2016-014796
  • Filing Date: 2016-01-28