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化学修飾によるホモキラルなグラフェン表面の創出

研究課題

研究課題/領域番号 22J11635
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
審査区分 小区分28010:ナノ構造化学関連
研究機関明治大学

研究代表者

橋本 信吾  明治大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2022-04-22 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
900千円 (直接経費: 900千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードナノテクノロジー / 超分子化学 / 炭素材料 / 走査型トンネル顕微鏡 / 自己集合単分子膜 / 電気化学反応 / 化学修飾
研究開始時の研究の概要

炭素表面をナノレベルで位置選択的に化学修飾し、機能を付与したり制御することに大きな関心が集まっている。そこで私は、位置選択的化学修飾法により、ホモキラルなグラフェンの創出を目的とした研究を行う。まず、多様な周期と間隔で炭素表面をナノパターニングする技術を確立し、その技術をグラフェンへ応用する。最終的に、ホモキラルに就職されたグラフェンの偏光特性を測定することを目標とする。

研究実績の概要

四つのベンゼン環から成るひし形分子bisDBAの多孔性ネットワークを用いた周期的化学修飾に挑戦した。グラファイトを用いた場合では、当初の構想通り、ヘキサゴナル、オブリーク、レクタングラーの様々な周期で、アリールジアゾニウム塩の電気化学還元法によりパターニングを行うことに成功した。加えて、ゲスト分子の添加により、付与できる周期をオブリークからヘキサゴナルへ切り替えられることも見出した。また、各鋳型のキラリティーとその修飾表面への伝播の様式や空孔形状・大きさとパターニングの精度に関しても詳細に調査を行った。これらの結果は国際学会で発表を行った他、論文にまとめNanoscale誌から公開された。加えて、同誌のInside front coverに選出され、プレスリリースも行われた。続いて、本手法をグラフェンへ応用することを試みた。鋳型として、bisDBA-C10とC14を使用した。グラフェン上でbisDBAネットワークの形成は確認出来たので、それを鋳型に化学修飾を行った。複数のジアゾニウム塩を用いて行った所、化学修飾は確認できたが、そのパターンに周期性は見られなかった。続いて、多層グラフェンを用いて同様の実験を行ったが、周期的化学修飾は達成できなかった。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] KU Leuven/KU Leuven(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Symmetry and spacing controls in periodic covalent functionalization of graphite surfaces templated by self-assembled molecular networks2022

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Shingo、Kaneko Hiromasa、De Feyter Steven、Tobe Yoshito、Tahara Kazukuni
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 14 号: 35 ページ: 12595-12609

    • DOI

      10.1039/d2nr02858a

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Periodic Covalent Functionalization of Graphitic Surfaces Templated by Self-Assembled Molecular Networks: Symmetry and Spacing Controls2022

    • 著者名/発表者名
      Shingo Hashimoto, Takumi Kuroda, Hiromasa Kaneko, Steven De Feyter, Yoshito Tobe, Kazukuni Tahara
    • 学会等名
      25th IUPAC Conference on Physical Organic Chemistry (ICPOC25)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 明治大学からのプレスリリース

    • URL

      https://www.meiji.ac.jp/sst/grad/information/2022/mkmht0000001oayd.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-03-26  

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