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2022 Fiscal Year Annual Research Report

前例なき構造特性を持つ新奇ラダーポリマー類の開発と物性研究および機能開拓

Research Project

Project/Area Number 20H02784
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

石割 文崇  大阪大学, 大学院工学研究科, 講師 (00635807)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 福島 孝典  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (70281970)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsラダーポリマー / 高分子反応 / ミクロ多孔性 / キラル
Outline of Annual Research Achievements

新しい構造特性を持つポリマーの創成は、材料科学を中心に様々な分野に大きなインパクトを与える可能性がある。本研究では、(1)配座柔軟性ジアザシクロオクタン(DACO)含有ラダーポリマーに関する継続的研究に加え、(2)脈動運動を実現する片方巻らせん状ラダーポリマー、(3)二面性ラダーポリマーと言った、これまで考案すらされていなかった独創的かつ前例無き構造特性のラダーポリマーを世界に先駆けて開発し、それらの物性研究・機能開拓を行う。2021年度は上記(1)~(3)の3つの研究項目に関して下記のような成果が得られた。
(研究項目1) DACO含有ラダーポリマーの物性研究: 2021年度に開発したN上にアシル基を有するDACO含有ラダーポリマーの、固体状態における諸物性について調査した。熱重量分析においては、これまでに開発してきたNアルキルラダーポリマーと比較して高い熱安定性を示すことを見出した。また、配座柔軟性を有するものの、その活性化エネルギーは高いものであり、固体状態ではミクロ多孔性を示した。また、細孔分布では1nm以上の大きなミクロ孔は大きく減少し、より均一な細孔分布を有することがわかった。
(研究項目2) 脈動らせん状ラダーポリマー:2021年度に得られた光学活性なDACO含有ラダーポリマーに対し、酸を添加したとこと、CDスペクトルが変化し、動的な挙動を示すことを見出した。研究項目1と2のの後続研究として2023年度から新たな基盤研究をスタートさせることになったため、今後も継続して研究を続けていく。
(研究項目3)二面性ラダーポリマー:得られたプロトタイプのポリマーの一次構造を確定するために、モデル低分子を合成しその反応性を調べた結果、反応が高い幾何選択性で進行したことが確認された。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (43 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 3 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Heidelberg University/Friedrich-Alexander-Universitat(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Heidelberg University/Friedrich-Alexander-Universitat
  • [Int'l Joint Research] Tampere University(フィンランド)

    • Country Name
      FINLAND
    • Counterpart Institution
      Tampere University
  • [Int'l Joint Research] GITAM(インド)

    • Country Name
      INDIA
    • Counterpart Institution
      GITAM
  • [Int'l Joint Research] The University of Texas at Austin(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      The University of Texas at Austin
  • [Int'l Joint Research] University of Southern Denmark(デンマーク)

    • Country Name
      DENMARK
    • Counterpart Institution
      University of Southern Denmark
  • [Journal Article] 3,11‐Diaminodibenzo[a,j]phenazine: Synthesis, Properties, and Applications to Troeger's Base‐Forming Ladder Polymerization2023

    • Author(s)
      Izumi Saika、Inoue Keiki、Nitta Yuya、Enjou Tomoya、Ami Takahiro、Oka Kouki、Tohnai Norimitsu、Minakata Satoshi、Fukushima Takanori、Ishiwari Fumitaka、Takeda Youhei
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 29 Pages: e202202702/1-6

    • DOI

      10.1002/chem.202202702

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Supramolecular Recognition within a Nanosized “Buckytrap” That Exhibits Substantial Photoconductivity2023

    • Author(s)
      Sen Sajal、Ishiwari Fumitaka、Kaur Ramandeep、Ishida Masatoshi、Ray Debmalya、Kikuchi Koichi、Mori Takehiko、B?hring Steffen、Lynch Vincent M.、Saeki Akinori、Guldi Dirk M.、Sessler Jonathan L.、Jana Atanu
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 145 Pages: 1031~1039

    • DOI

      10.1021/jacs.2c10555

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Thermodynamic Control of Intramolecular Singlet Fission and Exciton Transport in Linear Tetracene Oligomers2023

    • Author(s)
      Nakamura Shunta、Sakai Hayato、Fuki Masaaki、Ooie Rikuto、Ishiwari Fumitaka、Saeki Akinori、Tkachenko Nikolai V.、Kobori Yasuhiro、Hasobe Taku
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 62 Pages: e202202702/1-6

    • DOI

      10.1002/anie.202217704

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Triptycene-Based Tripodal Self-Assembled Monolayer on Indium Tin Oxide2023

    • Author(s)
      Das Saunak、Ishiwari Fumitaka、Shoji Yoshiaki、Fukushima Takanori、Zharnikov Michael
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 127 Pages: 2088~2097

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.2c08390

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Overcoming the entropy of polymer chains by making a plane with terminal groups: a thermoplastic PDMS with a long-range 1D structural order2023

    • Author(s)
      Chen Yugen、Ishiwari Fumitaka、Fukui Tomoya、Kajitani Takashi、Liu Haonan、Liang Xiaobin、Nakajima Ken、Tokita Masatoshi、Fukushima Takanori
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 14 Pages: 2431~2440

    • DOI

      10.1039/D2SC05491D

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Combinatorial Exploration of Monovalent Metals (M, M′) in Alkali, 11th-, and 13th-Group Elements toward (M/M′)-(Bi/Sb)-I Solar Cells2022

    • Author(s)
      Nishikawa Chisato、Nishikubo Ryosuke、Ishiwari Fumitaka、Saeki Akinori
    • Journal Title

      ACS Applied Energy Materials

      Volume: 5 Pages: 6291~6301

    • DOI

      10.1021/acsaem.2c00651

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multivariate Analysis of Mixed Ternary and Quaternary A-Site Organic Cations in Tin Iodide Perovskite Solar Cells2022

    • Author(s)
      Nakanishi Eita、Nishikubo Ryosuke、Ishiwari Fumitaka、Nakamura Tomoya、Wakamiya Atsushi、Saeki Akinori
    • Journal Title

      ACS Materials Letters

      Volume: 4 Pages: 1124~1131

    • DOI

      10.1021/acsmaterialslett.2c00229

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exploration of charge transport materials to improve the radiation tolerance of lead halide perovskite solar cells2022

    • Author(s)
      Murakami Yoshiyuki、Nishikubo Ryosuke、Ishiwari Fumitaka、Okamoto Kazumasa、Kozawa Takahiro、Saeki Akinori
    • Journal Title

      Materials Advances

      Volume: 3 Pages: 4861~4869

    • DOI

      10.1039/d2ma00385f

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Improved Predictions of Organic Photovoltaic Performance through Machine Learning Models Empowered by Artificially Generated Failure Data2022

    • Author(s)
      Miyake Yuta、Kranthiraja Kakaraparthi、Ishiwari Fumitaka、Saeki Akinori
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 34 Pages: 6912~6920

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.2c01294

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of Ammonium and Alkali Metal Additives on Anisotropic Photoconductivities and Solar Cell Efficiencies of Two-Dimensional Lead Halide Perovskites2022

    • Author(s)
      Shimono Rei、Nishikubo Ryosuke、Ishiwari Fumitaka、Saeki Akinori
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 126 Pages: 17894~17903

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.2c06285

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rotaxanes with dynamic mechanical chirality: Systematic studies on synthesis, enantiomer separation, racemization, and chiral-prochiral interconversion2022

    • Author(s)
      Ishiwari Fumitaka、Takata Toshikazu
    • Journal Title

      Frontiers in Chemistry

      Volume: 10 Pages: 1025977/1-13

    • DOI

      10.3389/fchem.2022.1025977

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Single-Molecule Observation of Redox Reactions Enabled by Rigid and Isolated Tripodal Molecules2022

    • Author(s)
      Kobayashi Yuzu、Yokota Yasuyuki、Wong Raymond A.、Hong Misun、Takeya Jun、Osawa Saho、Ishiwari Fumitaka、Shoji Yoshiaki、Harimoto Takashi、Sugimoto Keisuke、Ishigaki Yusuke、Suzuki Takanori、Fukushima Takanori、Kim Yousoo
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 127 Pages: 746~758

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.2c07362

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and Characterization of a Non-Conjugated Backbone Polymer Bearing [1]Benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene with a Herringbone Packing Motif2022

    • Author(s)
      Kranthiraja Kakaraparthi、Nomura Mayuka、Ishiwari Fumitaka、Saeki Akinori
    • Journal Title

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      Volume: 35 Pages: 205~211

    • DOI

      10.2494/photopolymer.35.205

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 優れた円偏光発光特性を示すC3キラルトルキセン類の開発とデバイス応用2023

    • Author(s)
      石割 文崇・大峰拓也・廣瀬 崇至・森 直・相澤 直矢・佐伯 昭紀
    • Organizer
      第70回 応用物理学会春季学術講演会, 上智大学 四谷キャンパス
  • [Presentation] C3キラルなトルキセン類の蛍光およびリン光における優れた円偏光発光特性の理論解析とデバイス応用2023

    • Author(s)
      石割 文崇・大峰拓也・廣瀬 崇至・森 直・相澤 直矢・佐伯 昭紀
    • Organizer
      日本化学会 第103回春季年会, 東京理科大学 野田キャンパス
  • [Presentation] ポリN,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート類が示す重合誘起発光挙動2022

    • Author(s)
      大家 陸斗 ・石割 文崇 ・佐伯 昭紀
    • Organizer
      第71回高分子学会年次大会 オンライン開催
  • [Presentation] 三脚型トリプチセンを両末端に有するポリエチレンクグリコールの水中での自己集合挙動2022

    • Author(s)
      陳 玉根・石割 文崇 ・福井 智也・梶谷 孝・福島 孝典
    • Organizer
      第71回高分子学会年次大会 オンライン開催
  • [Presentation] 含窒素八員環構造によりラダー架橋されたアントラセン二量体の合成と光物理的物性2022

    • Author(s)
      松田 颯太・石割 文崇・酒井 隼人・羽曾部 卓・佐伯 昭紀
    • Organizer
      第19回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム 岡山大学 津島キャンパス 創立五十周年記念館
  • [Presentation] 窒素上に酢酸基を有する1,5-ジアザシクロオクタン類の特異な脱炭酸挙動2022

    • Author(s)
      村山直輝・石割文崇・佐伯 昭紀
    • Organizer
      第19回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム 岡山大学 津島キャンパス 創立五十周年記念館
  • [Presentation] C3キラルな二面性トルキセン類が示す優れた円偏光発光異方性とその解釈2022

    • Author(s)
      大峰 拓也・石割 文崇・廣瀬 崇至・佐伯 昭紀
    • Organizer
      第19回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム 岡山大学 津島キャンパス 創立五十周年記念館
  • [Presentation] 二面性ラダーポリマーの精密合成とその性質2022

    • Author(s)
      室谷 一晴・石割 文崇・佐伯 昭紀
    • Organizer
      第19回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム 岡山大学 津島キャンパス 創立五十周年記念館
  • [Presentation] ジアザシクロオクタン骨格を主鎖に持つ配座柔軟性ラダーポリマーの合成と物性および酸/塩基応答性2022

    • Author(s)
      石割 文崇・ 井上 恵希・三宅 小百合・福島 孝典・佐伯 昭紀
    • Organizer
      第19回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム 岡山大学 津島キャンパス 創立五十周年記念館
  • [Presentation] Synthesis and Properties of Bifacial Fully Conjugated Ladder Polymer2022

    • Author(s)
      Kazuharu Murotani, Fumitaka Ishiwari, Akinori Saeki
    • Organizer
      19th International Symposium on Novel Aromatic Compounds, University of Warsaw, Poland
  • [Presentation] C3-Chiral syn-5,10,15-Trisubstituted Truxenes Exhibit a Large Dissymmetry Factor of Circularly Polarized Luminescence2022

    • Author(s)
      Takuya Omine, Fumitaka Ishiwari, Takashi Hirose, Akinori Saeki
    • Organizer
      19th International Symposium on Novel Aromatic Compounds, University of Warsaw, Poland
  • [Presentation] Synthesis and Property of Ladder-type Polymers and π-Systems Bridged with Conformationally Flexible Diazacyclooctane Rings2022

    • Author(s)
      Fumitaka Ishiwari
    • Organizer
      19th International Symposium on Novel Aromatic Compounds, University of Warsaw, Poland
  • [Presentation] 二面性ラダーポリマーの合成とその高次構造および 光・電子物性2022

    • Author(s)
      室谷 一晴・石割 文崇・佐伯 昭紀
    • Organizer
      第71回高分子討論会, 北海道大学
  • [Presentation] ポリN,N-ジメチルアミノエチルアクリレート類が示す重合誘起発光挙動の構造物性相関2022

    • Author(s)
      大家 陸斗・石割 文崇・佐伯 昭紀
    • Organizer
      第71回高分子討論会, 北海道大学
  • [Presentation] N,N’-ジアシルジアザシクロオクタン骨格を主鎖にもつラダーポリマーの配座変換挙動と固体構造2022

    • Author(s)
      井上 恵希・石割 文崇・福島 孝典
    • Organizer
      第71回高分子討論会, 北海道大学
  • [Presentation] ジアザシクロオクタン構造を主鎖に持つラダーポリマーのダイナミクスと物性との相関2022

    • Author(s)
      石割 文崇・井上 恵希・福島 孝典
    • Organizer
      第71回高分子討論会, 北海道大学
  • [Presentation] 二面性をデザインしたπ共役ポリマーの高次構造形成と光電子物性2022

    • Author(s)
      石割 文崇・阿部 大樹・Yin Yalun・福島 孝典
    • Organizer
      第32回 基礎有機化学討論会, 京都パルスプラザ
  • [Presentation] 蛍光基を導入したジベンゾジアザシクロオクタン誘導体のイオン認識能の調査2022

    • Author(s)
      三宅小百合・石割文崇・佐伯昭紀
    • Organizer
      第32回 基礎有機化学討論会, 京都パルスプラザ
  • [Presentation] C3キラルトルキセン類の蛍光およびリン光における優れた円偏光異方性とその解釈2022

    • Author(s)
      大峰拓也・石割 文崇・廣瀬 崇至・森 直・佐伯 昭紀
    • Organizer
      第32回 基礎有機化学討論会, 京都パルスプラザ
  • [Presentation] アントラセン含有ジアザシクロオクタン誘導体における対称性の破れを伴う不斉結 晶化挙動と光学活性化合物調製への応用2022

    • Author(s)
      松田 颯太・石割 文崇・佐伯 昭紀
    • Organizer
      基礎有機化学会 若手オンラインシンポジウム (第2回), オンライン
  • [Presentation] 面を持つ分子集合体・高分子の創製と機能2022

    • Author(s)
      石割 文崇
    • Organizer
      日本化学会北海道支部後援, 北海道大学大学院理学研究院化学部門, 有機化学第一研究室 (鈴木孝紀 研究室), 講演会, 北海道大学
    • Invited
  • [Presentation] 面を持つ新たな高分子の開発と展望2022

    • Author(s)
      石割 文崇
    • Organizer
      高分子学会関西支部, 第99回 高分子若手研究会, 京都大学桂キャンパス
    • Invited
  • [Presentation] Development of Structurally Well-defined and Conformationally Flexible Ladder Polymers2022

    • Author(s)
      Fumitaka Ishiwari
    • Organizer
      THE INAUGURAL OU-WUT JOINT SYMPOSIUM ON PHYSICAL ORGANIC CHEMISTRY 2022, Warsaw University of Technology, Poland
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] Dr. Fumitaka Ishiwari, Home Page

    • URL

      https://sites.google.com/view/fishiwari/home

  • [Funded Workshop] The 2nd Workshop on Ladder Polymer Science2022

URL: 

Published: 2023-12-25  

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