2021 Fiscal Year Annual Research Report
Exploration of Nanoporous Liquid Crystals Realizing Size-selective Transporting Functional Materials
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19K05493
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
河野 慎一郎 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (10508584)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 大環状化合物 / 液晶 / 超分子化学 / ナノ空間 / 分子認識 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.らせん状金属錯体型フォルダマーを用いたナノ空間をもつ液晶組織の構築：フォルダマーなどの複雑な分子構造を液晶組織の分子骨格に組み込んだ場合、その集合体中の分子構造を解析する手段は極めて限定される。本研究では、高輝度光科学研究センターの池本博士との共同研究により、集光性が高く、高輝度をもつシンクロトロン放射光を線源とした赤外分光測定(SPring-8, BL43IR)により、配向したカラムナー組織構造内部の配向したらせん状分子構造の評価を行い、金属錯体からなる液晶組織中で集積した分子の局所構造に関する解析に成功した (Chem. Commun. 2022, 58, 3274, selected as an inside front cover）。
２. 大環状化合物を用いた二次元多孔性結晶の構築と空間サイズを利用した機能性分子の配列：本研究では、この結晶性の大環状化合物が、希薄溶液のキャスト法により、Au(111)基板の上で自己集合し、二次元周期的な構造を形成することを見出した。超高真空条件下における走査型トンネル顕微鏡（STM）観察により、大環状化合物がAu(111)基板上で約4.1 nmの周期で二次元結晶を構築していることが明らかとなった。さらに、超高真空条件下、この二次元多孔性結晶の上にフラーレンC60を真空蒸着することにより、その周期的に並んだ「孔」にフラーレンを捕捉させることで、フラーレンを二次元周期的に配列させることに成功した。驚いたことに、このフラーレンの周期構造は約200 °Cの高温や大気下でもその周期構造を維持することが明らかとなった (J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 6749, selected as a supplementary cover）。
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