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2015 Fiscal Year Annual Research Report

有機半導体二次元高分子の合成

Research Project

Project/Area Number 26288102
Research InstitutionInstitute of Systems, Information Technologies and Nanotechnologies

Principal Investigator

坂本 純二  公益財団法人九州先端科学技術研究所, その他部局等, 研究員 (10619646)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2019-03-31
Keywords高分子合成 / 有機化学合成 / 二次元重合 / シート状高分子 / 機能性高分子 / 有機半導体 / 高分子材料 / ナノ材料
Outline of Annual Research Achievements

前年度に着手した芳香族モノマーの合成とそれらの二次元重合に加えて、今年度新たに天然高分子を基礎骨格とするマクロモノマーを合成し、その二次元架橋重合に成功した。このマクロモノマーは、これまでに合成した芳香族モノマーと比べて格段に合成が簡便であり、安価に大量合成でき、さらに、特定箇所に選択的に官能基を導入できることを見い出した。原料が天然由来の高分子であることも、再生可能資源の有効利用の観点から有意義である。これらのことは材料への応用へ向けた今後の研究の展開において大きなアドバンテージとなることが予想できることから、特許の申請を行った。
さらにこのマクロモノマーは、穏和な条件(室温、大気下)で、非常に効率よく架橋重合することを見い出した。その重合機構は従来にない非常にユニークなものであり、新しい重合の概念を提示している。重合生成物の原子間力顕微鏡観察の結果、絶縁体の固体基板表面上に均一な厚みの二次元高分子が形成し、そのナノ構造も均一に制御されていることを確認した。さらに、二次元高分子の側鎖に導入された芳香族基がπ-πスタッキングで規則正しく配列していることがNMR測定により示唆された。現在これらの知見を利用し、マクロモノマーの側鎖構造を変化させること等により、二次元高分子に様々な輸送機能を付与する試みを行っている。さらに、自立構造の二次元高分子を合成するため、気-液界面を利用した重合のための条件検討も行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は芳香族モノマーに加えて、天然高分子を基礎骨格とする新しいモノマーを用いた二次元高分子の合成に成功した。この新しいモノマーは合成が非常に簡便な上に、官能基の導入も行いやすい。さらに、その重合体のナノ構造を均一に制御できることも見出した。このように、今後の機能性材料への応用へ向けた研究展開のために非常に重要な知見が得られている。

Strategy for Future Research Activity

二次元高分子の汎用的合成法の開発を継続して行う。とくに、天然高分子を基礎骨格とするモノマーを用いた二次元高分子の合成では、伝導性を中心とした機能性付与を重点的に研究する。

Causes of Carryover

Langmuir-Blodgett膜作製装置を設置・収納するための防振台と防埃カバーを初年度に購入予定であったが、研究所内の分析室に設置されている既存のテーブルとカバーで代替できた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

Langmuir-Blodgett膜作製装置やリサイクル分取HPLCの周辺基材や消耗品、および、学会参加費や旅費等に利用する。

  • Research Products

    (7 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 二次元高分子の設計と構造制御2016

    • Author(s)
      坂本 純二, 新海 征治
    • Journal Title

      高分子論文集

      Volume: 73 Pages: 42-54

    • DOI

      110.1295/koron.2015-0061

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Propeller-Shaped D3h-Symmetric Macrocycles with Three 1,8-Diazaanthracene Blades as Building Blocks for Photochemically Induced Growth Reactions2015

    • Author(s)
      Servalli, M.; Luzia, G.; Sakamoto, J.; Schlueter, A. D.
    • Journal Title

      Eur. J. Org. Chem.

      Volume: 66 Pages: 52-57

    • DOI

      10.1002/ejoc.201500496

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 環状の繰り返し単位からなる高分子のトポケミカル合成2016

    • Author(s)
      坂本純二
    • Organizer
      高分子機能化学記念会講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌)
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Invited
  • [Presentation] 二次元高分子の合成と機能設計へ向けた構造制御2016

    • Author(s)
      坂本純二
    • Organizer
      15-2高分子学会講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • Year and Date
      2016-01-15
    • Invited
  • [Presentation] 紐からシートへ:二次元高分子の合成と構造制御2015

    • Author(s)
      坂本純二
    • Organizer
      東海大学マイクロ・ナノ研究開発センター 第20回講演会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス
    • Year and Date
      2015-12-11
    • Invited
  • [Presentation] 紐からシートへ:二次元高分子の精密合成2015

    • Author(s)
      坂本純二
    • Organizer
      九州大学工学部化学工学部門三浦研究室公開セミナー
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス
    • Year and Date
      2015-05-15
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] カードラン誘導体2016

    • Inventor(s)
      新海征治・坂本純二
    • Industrial Property Rights Holder
      新海征治・坂本純二
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2016-014796
    • Filing Date
      2016-01-28

URL: 

Published: 2017-01-06  

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