単一鎖に剥離可能なアクチュエータ分子ナノワイヤの発動分子科学
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Engine: Design of Autonomous Functions through Energy Conversion |
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| Project/Area Number |
19H05377
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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 | Tohoku University |
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Principal Investigator |
坂本 良太 東北大学, 理学研究科, 教授 (80453843)
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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 | ナノワイヤ / 金属錯体 / アクチュエータ / 発動分子 / ジピリン / 亜鉛錯体 / ナノアクチュエータ / 大気下SPM / ナノ構造 |
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| Outline of Research at the Start |
外部刺激を伸縮・屈曲などの力学運動・エネルギーに変換するアクチュエータ機能を示す物質が注目を集めている. 現状, すべてのソフトアクチュエータは集合体として機能を示すものであり, ポリマー鎖１本１本を単離・可視化しこれを利用することは達成されていない. 本研究では単一鎖で光・化学的刺激に対してアクチュエータ機能を示す分子ナノワイヤを創製し, そのナノアクチュエータ機能を大気下SPMにて観察する.
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| Outline of Annual Research Achievements |
分子ワイヤは長い分子であり、電子または正孔がその中をスムーズに流れることができるため、分子スケールの導電性ワイヤとして機能しうることから、分子または量子コンピューティングのための分子スケールのエレクトロニクスの最も重要なコンポーネントの1つとみなされる。しかしながら、分子ワイヤの調製には 2 つの大きな課題がある。1 つは、電極に固定化する際の長さと構造を正確に制御すること、もう 1 つは、高性能デバイスを得るために多数の機能性分子ユニットを結合および統合するのに十分な長さのワイヤを合成することである。本研究期間には、鉄とルテニウムを中心金属イオンとして有する、アニリノテルピリジン錯体の電気化学的カップリング反応を利用して、カーボン表面上に長尺分子ワイヤを高効率で作成する方法を確立した。得られたワイヤは、アゾベンゼンを架橋とするπ共役の直鎖状で剛直な構造を特徴とする。この電解重合法により、超長尺（最大7400ユニット、15μm相当）のビス（テルピリジン）鉄およびビス（テルピリジン）ルテニウム錯体分子ワイヤが得られた。この分子ワイヤは、クロノアンペロメトリーおよびクロノクーロメトリーにより、高速レドックス応答を示すことが見出された。グラッシーカーボン電極上に、ヘテロ金属錯体分子ワイヤを2段階連続電解重合反応により作製した。これらの分子ワイヤのサイクリックボルタモグラムは、2つのブロックの接合部における酸化還元電位差に起因するレドックスダイオード挙動を示した。本手法は、ポリマーワイヤーアレイを容易に合成し、カーボン上に機能性分子ワイヤを集積する方法を提供するものである。
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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
(14 results)
