2020 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of Asymmetric Graphene Nanoribbons for Functional Applications
| Project/Area Number |
19K15541
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
信末 俊平 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (80774661)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | グラフェンナノリボン / ナノ炭素材料 / 非対称構造 / 機能性材料 / エッジ構造 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、ジグザグ端をもち非対称に両端を修飾したグラフェンナノリボン（GNR）を合成する手法の確立と、それを用いたGNRの機能性開拓を目的とした研究である。GNRの合成法としては、主に金属表面上での合成が主になされてきたが、近年溶液中での合成が少しずつ報告されるようになっている。溶液合成によるGNRの創出は、その幅や部分構造を緻密に制御できる大きな利点があり、材料化学としてGNRの化学を発展させるためには、溶液合成を中心とした研究が不可欠である。
通常、GNRの合成としては、モノマー分子をポリマー化反応によって高分子前駆体とし、酸化剤を用いた脱水素環化反応によりGNRを得る方法が一般的に用いられる。しかし、酸化的な脱水素反応では、反応の過程でしばしば構造転移を起こすことが問題となっている。特に我々が提唱する非対称修飾を見据えた独自のZ型分子を用いた場合、高分子前駆体の分子骨格がフレキシブルであるため、酸化剤による一般的な脱水素反応では期待したGNRが得られなかった。そこで、前駆体高分子に塩素原子を導入しパラジウム触媒を用いた炭素-炭素結合形成反応と酸化的な脱水素化反応を組み合わせることにより、目的とする非対称構造をもつGNRの合成を達成した。
この手法を用い、強磁性の発現を目的として、ラジカル中心となる置換基をもつGNRの合成を行ったが、化合物の不安定性さによりその特性の解明には至らなかった。しかし、電子的に非対称な置換基を有するGNRの合成に成功し、その非対称性に起因する分極の大きさ、電子状態と物性に関する知見が得られた。
|
Research Products
(1 results)
