Elucidation of the formation mechanism of dicoumarol supramolecular fibers and development of new functions and materials

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14695
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 35030:Organic functional materials-related
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: WANG AOHAN 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (80804773)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ジクマロール / 超分子ファイバー / 高異方性 / ファンデルワールス力 / 分子内/間水素結合 / π-πスタッキング

Outline of Final Research Achievements

A novel method to fabricate single supramolecular microfibers using dicoumarol derivatives was developed. The supramolecular microfibers have a diameter of several tens of micrometers and a length of more than one meter. The fibers obtained from the organogels of low molecular dicoumarol derivatives were transparent, fluorescent, and self-healable. The noncovalent intermolecular interaction is important to cause the anisotropic self-assembly for the formation of the supramolecular microfibers. The relationship between the molecular structures of dicoumarol derivatives and fiber formation was revealed by using a series of systematically and strategically designed dicoumarol derivatives. The effects of the solvents and temperature for the fiber formation were also investigated.

Free Research Field

有機機能材料

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

申請者が偶然発見した、低分子のジクマロール誘導体から超分子ファイバーが形成されるメカニズムを解明することで、非共有結合のみからならメートルオーダーの超分子ファイバーを作製することができた。従来では分子の自己組織化で形成される繊維状集合体は三次元的に絡まりあうためにゲルを形成することが多い。本研究では、超分子ファイバーを一本ずつ取り出すに成功し、大量作製する方法も確立した。特に、戦略的かつ系統的にジクマロール誘導体の分子設計を行ったため、分子レベルから超分子ファイバーの形成メカニズムを解明できたことに学術的意義がある。