2020 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation and functionality of 3D graphene nanoribbon based on propeller-shaped pi-conjugated systems
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18K19004
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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) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | グラフェンナノリボン / 炭素材料 / プロペラン / 三次元GNR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではグラフェンナノリボン（ＧＮＲ）等に代表される二次元炭素材料に対して、新たな次元性の導入、すなわち三次元ＧＮＲと呼べる新たな炭素材料の創出を行い、その効率的合成法の確立と機能開拓に挑戦することを目的としている。これまでに報告されているＧＮＲの合成法では 、その前駆体にいずれも平面構造を持ったπ共役系分子が使用されているのに対し、本研究では三次元ＧＮＲの構築方法として非平面型π共役系分子を用いることを提案する。
２０２０年度は、２０１８年度および２０１９年度に合成法を確立したプロペラ型芳香族化合物の三次元ＧＮＲの機能を引き出す研究を行った。作成したＧＮＲのブロモ原子を高分解能原子間力顕微鏡の探針を用いて引き抜き、任意の位置にビラジカル種を発生させる技術の確立に成功した。これは、三次元ＧＮＲの任意の位置で化学修飾できることを意味しており、画期的な成果であると考えている。今後は、三次元ＧＮＲの高機能化を志向して、様々な機能性ユニットを三次元ＧＮＲに結合させることに挑戦する。
また、プロペラ形とは異なる構造を持つ三次元ＧＮＲの合成を行うために、モノマーユニットの合成も試みた。しかしながら、目的としていた三回対称性のお椀形化合物の合成には至らず、今後も引き続き反応条件の検討が必要である。また、ブロモ基以外の置換基を導入した分子の合成も検討したが、今のところ効率よく合成できる条件は見つかっていない。
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