Sumanene Science 2.0: from Basic Chemistry to Material Sciences

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H00912
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Sakurai Hidehiro 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00262147)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 燒山 佑美 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60636819) ; 福島 孝典 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (70281970) ; 岸 亮平 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (90452408) ; 中野 雅由 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (80252568)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: スマネン / ソフトマテリアル / 錯体高分子 / 一重項励起子分裂系 / 誘電応答 / セシウムイオン選択認識

Outline of Final Research Achievements

We conducted developmental research to maximize the unique characteristics of sumanene, its analogs, and aggregates derived from their curved structures and to grow them into truly distinctive materials from Japan. As a result of the unique aggregation structure of sumanene, we demonstrated its potential as a singlet fission molecule, discovered the formation of supramolecular polymers in solution, and observed the manifestation of ultra-viscoelasticity in discotic liquid crystals. The dynamic flexibility of sumanene led to the synthesis of network complexes, dielectric responses in crystals using fluorinated sumanenes, and stereoselective crystallization of monofluorinated sumanenes with different dielectric response characteristics. Additionally, we achieved cesium-selective recognition utilizing the shape of sumanene.

Free Research Field

有機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今回の成果のほとんどはスマネンの有する「湾曲構造」とりわけ「お椀構造」でないと実現しない現象であり、通常の平面型共役化合物の性質とは完全に一線を画している。スマネンの独自性を明らかにすることができたことで、この日本発信の化合物を、真のマテリアルへと昇華させるプロセスを醸成できたのではないかと確信している。