Creation of Low-bandgap Nanocarbon Materials on the Basis of the Development of Highly Efficient Coupling Reactions of Aromatic Rings

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05432
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 33010:Structural organic chemistry and physical organic chemistry-related
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: Ito Shunji 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (10213042)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 環状ポリフェニレン化合物 / 湾曲ナノグラフェン / CNTセグメント / ボトムアップ合成 / 低バンドギャップナノカーボン材料

Outline of Final Research Achievements

We investigated highly efficient reductive coupling reactions and mild dehydrocyclization reactions, and developed aromatic ring linking molecules (π materials) with innovative photo-electronic responsive functions in the field of materials science. We also investigated the construction of curved nanographene by introducing odd-numbered rings such as five- and seven-membered rings, and the efficient construction of curved nanographene by including helicene. In addition, we investigated methods for introducing redox-active electron-donating and electron-withdrawing aromatic rings into the molecule.

Free Research Field

機能分子化学/革新的な光・電子応答機能を有する芳香環連結分子(πマテリアル)の創成

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題において取り上げたCNTセグメントやCNT様のπ共役系空間を有するπマテリアルは、低バンドギャップナノカーボン材料として、有機エレクトロニクスや太陽電池材料などの次世代炭素材料科学分野で主要な役割を果たすことが期待される。また、完全な縮環構造の形成が達成されることがなくとも、曲面構造を持ったπ共役系の構築が可能となれば、芳香環単独では発現することのない大きな歪に誘起された多彩な光・電子応答機能の発現が期待され、このような形態で形成された低バンドギャップナノカーボン材料への期待は大きい。