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らせん構造を有するナノグラフェンおよびグラフェンナノソレノイドの合成と物性評価

研究課題

研究課題/領域番号 19K24686
研究種目

国際共同研究加速基金(帰国発展研究)

配分区分基金
審査区分 理工系
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

成田 明光  沖縄科学技術大学院大学, 有機・炭素ナノ材料ユニット, 准教授 (30870133)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
55,900千円 (直接経費: 43,000千円、間接経費: 12,900千円)
キーワードナノカーボン / 多環芳香族炭化水素 / ナノグラフェン / ヘリセン / らせん構造 / 脱水素環化反応 / キラリティ / 誘導放出
研究成果の概要

グラフェンのナノ構造に相当する「ナノグラフェン」は、優れた光・電子物性を示すことから次世代炭素材料として期待されている。本研究では、典型的な平面構造のナノグラフェンとは一線を画した非平面のらせん構造を有するナノグラフェンや、その拡張によるグラフェンナノソレノイドの合成に挑戦し、様々な新奇構造の合成に成功した。特に、らせん構造に由来したキラリティーと近赤外発光を示す複数の非平面ナノグラフェンを合成し、キラル光物性に関する知見も得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

円偏光の検出や発光が可能なキラル材料は、セキュリティータグや三次元ディスプレイ等への応用が検討されており、本研究で得られたらせん構造を有する非平面ナノグラフェンの合成手法や構造物性相関に関する知見は、今後さらなる新奇構造の合成やより優れた物性を示す構造の設計に指針を与えるとともに、将来的には技術応用にも繋がると期待される。また、共同研究により特異な構造依存の励起状態ダイナミクスの解明や金属表面上での磁性グラフェンナノリボンの合成等、他分野への波及効果も得られた。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (17件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 11件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 12件、 招待講演 19件)

  • [国際共同研究] Max Planck Society(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Politecnico di Milano(イタリア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] IMDEA Nanoscience(スペイン)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] KU Leuven(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Basel(スイス)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Max Planck Society(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Politecnico di Milano/Istituto Italiano di Tecnologia(イタリア)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Cornell University(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Central South University/Xiamen University(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Universidad de Alicante(スペイン)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Max Planck Society/Johannes Gutenberg University Mainz(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Politecnico di Milano/Universita di Bologna/Istituto Italiano di Tecnologia(イタリア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Cornell University(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Central South University/Chinese Academy of Sciences(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] マックス・プランク 高分子研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 中国科学院化学研究所/中南大学(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 国立化学研究所(インド)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Chiral Nanographene‐Based Near‐Infrared Fluorophore with Self‐Blinking Properties2023

    • 著者名/発表者名
      Xu Xiushang、Yang Qiqi、Zhao Hao、Vasylevskyi Serhii、Bonn Mischa、Liu Xiaomin、Narita Akimitsu
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 34 号: 11 ページ: 2308110-2308110

    • DOI

      10.1002/adfm.202308110

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Solvent-tunable exciton-charge transfer mixed state enhances emission of functionalized benzo[rst]pentaphene through symmetry breaking2023

    • 著者名/発表者名
      Xu Xiushang、Vonder Haar Amy L.、Yoshioka Rengo、Zhang Qizheng、Vasylevskyi Serhii、Musser Andrew J.、Narita Akimitsu
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 59 号: 6 ページ: 720-723

    • DOI

      10.1039/d2cc05369a

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of Bioctacene‐Incorporated Nanographene with Near‐Infrared Chiroptical Properties2023

    • 著者名/発表者名
      Xu Xiushang、Munoz‐Marmol Rafael、Vasylevskyi Serhii、Villa Andrea、Folpini Giulia、Scotognella Francesco、Maria Paterno; Giuseppe、Narita Akimitsu
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 62 号: 14

    • DOI

      10.1002/anie.202218350

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 6,6′-Biindeno[1,2-<i>b</i>]anthracene: An Open-Shell Biaryl with High Diradical Character2023

    • 著者名/発表者名
      Xu Xiushang、Takebayashi Satoshi、Hanayama Hiroki、Vasylevskyi Serhii、Onishi Takatsugu、Ohto Tatsuhiko、Tada Hirokazu、Narita Akimitsu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 145 号: 7 ページ: 3891-3896

    • DOI

      10.1021/jacs.2c13890

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of a π‐Extended Double [9]Helicene2023

    • 著者名/発表者名
      Tan Jingyun、Xu Xiushang、Liu Jun、Vasylevskyi Serhii、Lin Zesen、Kabe Ryota、Zou Yingping、Muellen Klaus、Narita Akimitsu、Hu Yunbin
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 62 号: 18

    • DOI

      10.1002/anie.202218494

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetism in Nonplanar Zigzag Edge Termini of Graphene Nanoribbons2023

    • 著者名/発表者名
      Xu Xiushang、Sun Kewei、Ishikawa Atsushi、Narita Akimitsu、Kawai Shigeki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 62 号: 24 ページ: 202302534-202302534

    • DOI

      10.1002/anie.202302534

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Double Thia/sulfone[7]helicenes with Controlled Photophysical and Chiroptical Properties by Heteroatom Variation2022

    • 著者名/発表者名
      Zhou Long、Liu Haoliang、Tan Jingyun、Liu Chao、Cao Xiao‐Yu、Narita Akimitsu、Hu Yunbin
    • 雑誌名

      Chemistry An Asian Journal

      巻: 17 号: 16

    • DOI

      10.1002/asia.202200336

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of zigzag- and fjord-edged nanographene with dual amplified spontaneous emission2022

    • 著者名/発表者名
      Xu Xiushang、Serra Gianluca、Villa Andrea、Munoz‐Marmol Rafael、Vasylevskyi Serhii、Gadea Marcos、Lucotti Andrea、Lin Zensen、Boj Pedro G.、Kabe Ryota、Tommasini Matteo、Diaz-Garcia Maria A.、Scotognella Francesco、Paterno; Giuseppe Maria、Narita Akimitsu
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 13 号: 44 ページ: 13040-13045

    • DOI

      10.1039/d2sc04208h

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterizations of 5,5′‐Bibenzo[rst]pentaphene with Axial Chirality and Symmetry‐Breaking Charge Transfer2022

    • 著者名/発表者名
      Xu Xiushang、Gunasekaran Suman、Renken Scott、Ripani Lorenzo、Schollmeyer Dieter、Kim Woojae、Marcaccio Massimo、Musser Andrew、Narita Akimitsu
    • 雑誌名

      Advanced Science

      巻: Early View 号: 19 ページ: 2200004-2200004

    • DOI

      10.1002/advs.202200004

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electron-Deficient Contorted Polycyclic Aromatic Hydrocarbon via One-Pot Annulative π-Extension of Perylene Diimide2022

    • 著者名/発表者名
      Tan Jingyun、Zhang Guanghui、Ge Congwu、Liu Jun、Zhou Long、Liu Chao、Gao Xike、Narita Akimitsu、Zou Yingping、Hu Yunbin
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 24 号: 12 ページ: 2414-2419

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c00690

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Large Polycyclic Aromatic Hydrocarbons as Graphene Quantum Dots: from Synthesis to Spectroscopy and Photonics2021

    • 著者名/発表者名
      Paterno Giuseppe Maria、Goudappagouda、Chen Qiang、Lanzani Guglielmo、Scotognella Francesco、Narita Akimitsu
    • 雑誌名

      Advanced Optical Materials

      巻: 9 号: 23 ページ: 2100508-2100508

    • DOI

      10.1002/adom.202100508

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Water‐Soluble Nanoparticles with Twisted Double [7]Carbohelicene for Lysosome‐Targeted Cancer Photodynamic Therapy2021

    • 著者名/発表者名
      Zhao Hao、Xu Xiushang、Zhou Long、Hu Yunbin、Huang Yiming、Narita Akimitsu
    • 雑誌名

      Small

      巻: 18 号: 1 ページ: 2105365-2105365

    • DOI

      10.1002/smll.202105365

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Synthesis of Molecular Nanographenes and Graphene Nanoribbons with Magnetic Properties2023

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Narita
    • 学会等名
      8th International Conference on Superconductivity and Magnetism
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthetic Exploration of Functional Nanographenes for Photonic Applications2023

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Narita
    • 学会等名
      243rd ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular Design and Chemical Synthesis of Carbon Nanomaterials2023

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Narita
    • 学会等名
      2023 Japan-America Frontiers of Engineering Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Peripheral Functionalization of Highly Luminescent Polycyclic Aromatic Hydrocarbons2023

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Narita
    • 学会等名
      CEMS Topical Meeting on Chemistry of pi-Conjugated Materials
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bottom-Up Synthesis of Atomically Precise Molecular Nanographenes and Graphene Nanoribbons with Magnetic Properties2023

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Narita
    • 学会等名
      The 65th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 次世代ナノカーボン材料の精密分子合成と多彩な物性2023

    • 著者名/発表者名
      成田明光
    • 学会等名
      一般社団法人 持続社会発展のための機能化学研究委員会 第8回研究講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Functionalization of Atomically Precise Nanographenes toward Photonic Applications2023

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Narita
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Dynamic Exciton (ISDyEx)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Atomically Precise Graphene Nanostructures and Modulation of Their Photophysical Properties2023

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Narita
    • 学会等名
      SIPS2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] グラフェン量子ドットの精密合成と多彩な物性2023

    • 著者名/発表者名
      成田明光
    • 学会等名
      第20回酸化グラフェン研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Characterizations of Highly Fluorescent Nanographene Molecules2022

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Narita
    • 学会等名
      241st ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Functional Polycyclic Aromatic Hydrocarbons with Unusual Structures and Properties2022

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Narita
    • 学会等名
      Heron 9 Conference
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solution Synthesis and Edge Functionalization of Molecular Graphene Nanostructures2022

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Narita
    • 学会等名
      Future Leaders Network for Nanoscale Energy Harvesting incubator workshop
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Functionalization of Highly Luminescent Polycyclic Aromatic Hydrocarbons toward Photonic Applications2022

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Narita
    • 学会等名
      The 11th Singapore International Chemistry Conference (SICC11)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthetic Exploration of Precision Graphene Nanostructures and Emerging Photonic Applications2022

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Narita
    • 学会等名
      Virtual Workshop Advanced Precision Carbon Nanostructures
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bottom-up Synthesis and Functionalization of Graphene Quantum Dots with Atomically Precise Structures2022

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Narita
    • 学会等名
      nanoGe Spring Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 局在スピンを有するグラフェンナノリボンの精密合成2022

    • 著者名/発表者名
      成田明光
    • 学会等名
      日本化学会第102回春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低次元炭素材料のボトムアップ合成と多彩な物性2021

    • 著者名/発表者名
      成田明光
    • 学会等名
      第58回炭素材料夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グラフェン量子ドットやグラフェンナノリボンのボトムアップ精密合成と物性評価2021

    • 著者名/発表者名
      成田明光
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 表面で焼き上げたパイはいかが?2021

    • 著者名/発表者名
      成田明光
    • 学会等名
      日本化学会秋季事業 第11回CSJ化学フェスタ2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bottom-up synthesis of atomically precise graphene nanostructures under visualization by high-resolution scanning probe microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Narita
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2020-03-25   更新日: 2025-01-30  

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