| 研究課題/領域番号 |
23K23159
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01891 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
坂口 浩司 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (30211931)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
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| キーワード | グラフェンナノリボン / 表面合成 / ナノ炭素細線 / 化学気相成長法 / 低温合成技術 / ナノ材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我々が世界に先駆けて開発した２ゾーン化学気相成長法（H. Sakaguchi, et al., Nat. Chem., 9, 57 2017）を用いて、独自に分子設計した非対称Z型前駆体を金属表面上で重合した高分子に、水素受容性分子ガスを照射することにより化学変換（水素引抜反応）を起こさせ、従来の気相成長法では達成できなかった低温における脱水素縮環反応を高効率で進行させ、官能基を熱分解すること無く合成する新しいGNR成長法を開発する。本手法により、従来に無い新しい機能性GNRを合成する。
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| 研究実績の概要 |
強誘電性、強磁性等の機能を持つ新ナノ炭素材料を目指し、片側エッジのみに電子供与性基や安定ラジカル等の官能基を有する新しい非対称型グラフェンナノリボン(GNR)構造を提案する。この新物質を実現するには、官能基の分解を避ける非常に低温で成長させる新しいGNR気相合成法の開発が不可欠である。本提案では、前駆体分子を金属表面上で気相重合して形成させた高分子に、水素受容性分子ガスを照射することで水素引き抜き反応を起こし従来に無い低温で脱水素縮環反応を起こす新しいGNR気相成長技術「分子気相アシスト法」を開発する。更にこの新手法を用いて電子的異方性を有する新しい非対称型GNRの表面合成に挑む。合成した新しい材料の応用に向けた可能性を目指す。本年度は、有機合成した対称型前駆体分子を化学気相成長法を用いて、２５０℃で前駆体高分子をAu(111)基板上に形成させた後、酸素ガスや水素受容体分子ガスを照射させ、脱水素縮環反応を起こさせGNRを合成する低温成長法の確立について検討した。その結果、照射ガス量や温度を精密に制御することにより、通常の真空加熱法では前駆体高分子の５００℃で生成するGNRが、３５０℃の低温でも形成する事を明らかにした。以上から、水素受容性ガスの前駆体高分子への照射による低温GNR合成法に成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画通り、本年度は、有機合成した対称型前駆体分子を化学気相成長法を用いて、２５０℃で前駆体高分子をAu(111)基板上に形成させた後、酸素ガスや水素受容体分子ガスを照射させ、脱水素縮環反応を起こさせGNRを合成する低温成長法の確立について検討した。その結果、照射ガス量や温度を精密に制御することにより、通常の真空加熱法では前駆体高分子の５００℃で生成するGNRが、３５０℃の低温でも形成する事を明らかにし、水素受容性ガスの前駆体高分子への照射による低温GNR合成法に成功した。以上から順調に進展しているものと評価される。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初計画通り、次年度は非対称型前駆体分子を用いた非対称型GNRの合成を目指す。
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