2017 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation and properties of 2D honeycomb carbon materials
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16K14064
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
久保 孝史 大阪大学, 理学研究科, 教授 (60324745)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 二次元ポリマー / 炭素材料 / ハニカム構造 / 一次元鎖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、三回対称性のプロペラ型芳香族炭化水素分子のブロモ誘導体を、ハニカム二次元ポリマーの合成に挑む。さらには、この二次元ポリマーをテンプレートとして、ＣＶＤ法により基盤垂直方向にポリマーを形成させることで、ハニカム構造を有するメソポーラス柱状炭素の合成にも挑む。二次元的な広がりを持つ柱状炭素を合成した例は今まで存在せず、合成法の確立は学術・産業の両面にインパクトを与えると期待される。
昨年度は、プロペラ型芳香族炭化水素分子のブロモ化の週率向上に成功し、また、クロロ基やヨウ素基の導入を行うことにも成功した。また、ブロモ体を基板上で重合させることにも成功し、プロペラ型分子の一次元差が得られることも明らかにした。
今年度は、ハニカム構造構築に挑むとともに、昨年度得られた一次元鎖の活用法を探索することにした。一次元差では、分子周期当たり２個のブロモ原子が基盤垂直方向に飛び出した形となっている。このブロモ原子をＡＦＭの短針を接触させたところ、ブロモ原子を取り除くことができるのを見出した。二つのブロモ原子を除いた後では、不対電子が２つ残ったビラジカル種が生成していた。このような非常に反応活性な中間体が、基盤上で容易に得られるのは驚きである。今後は、この活性種に対し、様々な分子を作用させて、一次元鎖の化学修飾を行うことを検討し、さまざまな機能性を付与した一次元鎖の創出に挑む。
今年度の結果としてもう一つ挙げておくべきことは、一次元鎖を加熱することで分子の一部が分離し、ペンタレンという反芳香族的な性質を持つ骨格を含む一次元鎖に変化することを見出したことである。反芳香族分子は、電子の授受能が高いことが知られており、その一次元鎖が優れた電気導電体として振る舞うと期待される。今後は、その電子的特性の評価を行う。
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