Mechanical-force-driven molecular engine bearings
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Engine: Design of Autonomous Functions through Energy Conversion |
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| Project/Area Number |
19H05376
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
松野 太輔 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80749143)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 分子ベアリング / 発動分子 / フラーレン / 動的挙動 / 筒状分子 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，筒状構造をもつ分子を「外枠」とし，フラーレンと呼ばれる分子を「回転子」とする「分子ベアリング」を作り出し，その機能開拓を目指すものである．機能開拓に際しては，分子の機械的な動きとエネルギー変換を主軸とする「発動分子」の概念を取り入れることで，ナノスケールでの分子回転と材料としての機能が直結した，新しいタイプの分子機械の開発を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，「機械力により駆動する発動分子ベアリング」と題し，申請者らが研究を進めてきた「分子ベアリング」を「発動分子」の観点に基づき機能化することを目指すものである．本研究では，以下に示す3つの研究項目を段階的に実施する計画としていた．すなわち，[1] 発動分子ベアリングの構築，[2] 共有結合開裂による分子ベアリング構築，[3] 発動分子としての物性と機能開拓の三項目である．前年度の2019年度には項目1及び2を進めた．2020年度には，これらの項目を更に推し進めるとともに，項目3の検討を行った．結果，当初の目的であった発動分子ベアリングの開発・機能化に成功した．すなわち，筒状分子[4]CCと，ダンベル状アザフラーレン二量体 (C59N)2 からなる二輪型分子ベアリングを構築し，これに化学的刺激を与えることでダンベル状二量体の共有結合開裂にともなう構造変化を起こすことを明らかにした．すなわち，「発動分子」として働く分子ベアリングの開発に成功したものである．また，この開裂した分子ベアリングに対し，ヒドロキシ基・エトキシ基などいくつかの置換基を導入し，置換基の立体に応じて動的挙動に変化を加えた．この成果はAngewandte Chemie International Edition誌に報告した．また関連する成果として，有機多孔性材料である環状ナフタレン多量体の合成・構造とガス吸着挙動に関する成果をChemistry An Asian Journal誌に報告した．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 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。
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Report
(2 results)
Research Products
(25 results)
