| 研究課題/領域番号 |
21H01738
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28010:ナノ構造化学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
北尾 岳史 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (70830769)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
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| キーワード | グラフェンナノリボン / 多孔性金属錯体(MOF) / ナノカーボン / ホストーゲスト / 多孔性金属錯体 / 多環芳香族炭化水素 / ホストゲスト / ナノカーボン材料 / ポリアセン / 鋳型重合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
炭素材料の構造制御に基づく革新的機能の発現は、新しい材料創製の潮流になると期待される。しかし、その合理的な精密作製手法は未だ確立されておらず、物質の多くが実験的な検証にいたっていないのが現状である。多孔性金属錯体(MOF)は、金属イオンと有機配位子の適切な選択によって細孔構造を合理的かつ緻密に設計することができる。本研究では、「MOF鋳型法によるナノカーボン材料の精密合成」技術を基盤とすることで、これまで理論上の存在であった特異な構造をもったグラフェンナノリボン(GNR)や超構造GNR集積体を現実的に作り出し、エキゾチックな物理的性質を具現化する。
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| 研究成果の概要 |
近年、グラフェンをテープ状に切り出した構造をもつグラフェンナノリボン(GNR)が大きな注目を集めている。GNRはエッジ構造やリボン幅を変えることで、バンドギャップ、キャリア移動度、スピン状態などの物理的性質を自在に制御することが可能である。しかし、リボン構造に基づく特異な物性は、理論研究が先行しており、物性解明や材料応用のためには、GNRの合理的作製技術の開発が強く求められてきた。本研究では、多孔性金属錯体(MOF)を鋳型としたGNR合成法を開発し、ポリアセンを初めとする未踏ナノカーボンの創製に成功し、それらの物性解明を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では高分子材料化学、ナノカーボン化学、構造有機化学、錯体化学を横断した学際的な分野に挑戦し、従来法では合成が困難であった新規ナノカーボン物質を作り出すことに成功した。鋳型となるMOFは簡便に作製することができるため、本手法によって、構造が精密に制御されたGNRのバルクスケール合成が初めて可能になった。そのため、GNRの様々な分野へのサンプル提供が可能になり、光電子デバイスの機能向上など、材料化学に大きく貢献することが期待される。
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