2015 Fiscal Year Research-status Report
有限長ユニットの重合による一義構造単層カーボンナノチューブのボトムアップ化学合成
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15K05410
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
一杉 俊平 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20632136)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ / フラーレン / ピーポッド / 超分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請課題は，申請者らがこれまでに合成を達成している有限長ナノチューブ分子を構築単位として線形に集積することにより，長鎖カーボンナノチューブの初めてのボトムアップ化学合成を目指すものである．化学合成を用いることにより，構造が一義的に定まったカーボンナノチューブが構築可能であると考えられる．また，これに加え，合成手法を検討することにより，より複雑な構造を持つカーボンナノチューブの合成を目指す．さらに，得られたナノチューブの物性を評価し，合成した新たな物質群の機能性を探索し，材料科学への展開の基盤を作る．
研究初年度の本年は構築単位となる官能基を有するカーボンナノチューブ分子の合成に取り組んだ．伸長の足がかりとなるハロゲンを導入した環状分子の合成を達成したものの，さらなる誘導化を行うにはその収率の低さが問題となっている．今後合成経路の最適化を図り，構築単位となる分子の大量合成の手法を模索する．
また，本課題に関連する研究として，有限長カーボンナノチューブとフラーレンからなる包摂錯体の電子移動過程の詳細な解析を行った．この中で様々な種類の外部カーボンナノチューブや内部フラーレンの検討を行い，その組み合わせにより電子移動過程を調整する事が可能である事を見出した．また，これらの系統的な検討により，有限長カーボンナノチューブとフラーレンの電子移動過程における動的パラメータを得る事に成功した．この値から，この系において外部ナノチューブと内部フラーレン間に超分子としては極めて大きな電子相関が存在する事を明らかにした．これは，本課題において長鎖一義構造カーボンナノチューブの機能性探索を行う上での一つの指針を与える成果である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
構築単位の合成に関しては発表できるほどの成果を得られていないが，最終的な物性評価の指針を与えるフラーレンとの包摂錯体の電子移動に関する重要な知見を得た．総じて概ね計画に即した進捗状況といえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は構築単位の大量合成を可能とする手法の開発を，分子の設計も視野に入れて行っていく．また，今後の物性評価の指針となる基礎的な知見に関しては既存の有限長カーボンナノチューブ分子を用いた各種物性解析を通して検討していく予定である．
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