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フラーレンのσ骨格変換反応による新規筒型π電子系化合物の合成と物性探索

研究課題

研究課題/領域番号 11J03384
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 有機化学
研究機関京都大学

研究代表者

森中 裕太  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードフラーレン / 開口フラーレン / アクセプター材料 / 有機薄膜太陽電池 / π電子系化合物 / π共役系
研究概要

カーボンナノチューブの部分構造とも考えられる輪状のπ電子系化合物は、合成化学・材料科学・理論化学など多方面から興味がもたれている。しかし、その実現は極めて困難であり報告例は未だ数例に限られている。本研究では、C_<60>の2箇所に巨大な開口部を構築することにより、筒型構造という従来にないナノチューブの最小基本構造を構築し、その構造と物性の相関を明らかにすることを目的としている。
今年度の研究では、筒型化合物の合成を達成するため、理論計算を駆使した分子モデリングを行った。開口部の構築において高い位置選択性を実現することを指向し、様々なスペーサ牧を用いた分子の構造最適化を行い、目的とする位置への付加反応が優先的に進行すると期待される構造を見出した。実際に4段階の反応を経て、開口部形成の反応点を含んだスペーサー構造を構築し、更にフラーレンとの付加反応を行うことによってスペーサーを連結したC_<60>誘導体の合成を達成した。今後はこの誘導体に対する加熱あるいは光照射によって開口部形成を試み、筒型開口部を構築し、目的とする筒型π電子系化合物の合成を達成したい。これらの合成を達成した後は、筒型π電子系化合物をホストとしたゲスト分子の取り込みを試みたい。また、有機薄膜太陽電池のアクセプター材料としての性能を明らかにするため、デバイス作製から評価までを自ら一貫して行い、その応用可能性についても追及していく予定である。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] X-ray observation of a helium atom and placing a nitrogen atom inside He@C_60 and He@C_702013

    • 著者名/発表者名
      森中裕太
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 4 号: 1 ページ: 1554-1554

    • DOI

      10.1038/ncomms2574

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and photovoltaic properties of acceptor materials based on the dimerization of fullerene C_60 for use in efficient polymer solar cells2013

    • 著者名/発表者名
      森中裕太
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: (印刷中) 号: 35 ページ: 3670-3672

    • DOI

      10.1039/c3cc41084f

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modification of the σ-framework of [60]fullerene for bulk-heterojunction solar cells2011

    • 著者名/発表者名
      村田理尚
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 47巻 号: 26 ページ: 7335-7337

    • DOI

      10.1039/c1cc12406d

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ヘリウム原子内包フラーレンの有機合成と新規異種原子内包フラーレンの発生2013

    • 著者名/発表者名
      森中裕太
    • 学会等名
      日本化学会第93回春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Organic Synthesis of Helium-Containing Fullerenes and Generation of Endohedral Fullerenes Encapsulating Two Different Atoms2013

    • 著者名/発表者名
      森中裕太
    • 学会等名
      第44回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2013-03-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Photovoltaic Properties of Dumbbell-Shaped Fullerene Derivatives2012

    • 著者名/発表者名
      村田理尚
    • 学会等名
      The Twelfth International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
    • 発表場所
      Rihga Royal Hotel Kyoto
    • 年月日
      2012-11-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ダンベル型フラーレン誘導体:有機薄膜太陽電池のモルフォロジー制御2012

    • 著者名/発表者名
      村田理尚
    • 学会等名
      第23回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2012-09-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Modification of the σ-framework of[60]fullerene for bulk-heterojunction solar cells2011

    • 著者名/発表者名
      森中裕太
    • 学会等名
      ISNA-14
    • 発表場所
      オレゴン大学
    • 年月日
      2011-07-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] LUMO準位を制御した開口C60誘導体の合成と有機薄膜太陽電池への応用2011

    • 著者名/発表者名
      森中裕太
    • 学会等名
      CREST有機薄膜太陽電池シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学化学研究所
    • 年月日
      2011-07-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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