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近年、活発な研究が展開されているナノ構造体の研究を、巨大有機環状共役系が作る超分子集積体を用いて行うことが本研究の目的である。具体的には、種々の巨大環状共役系を合成して、巨大環状分子が作り出す超分子集積体のモルフォロジーをコントロールすることにより、熱・光・有機溶媒蒸気に応答するナノ集積体を創製して、分子レベルでのスイッチ・デバイス機能を発現させることを目的とした。令和2年度は、次の4課題に取り組んだ。(1) 巨大環状分子が作り出す超分子集積体のモルフォロジーをコントロールして、巨大ラジカルカチオンπダイマーを構築し、そのX線結晶構造解析によって非常に大きな３次元π共役系の性質を調べると共に、固体NMRスペクトルによって、この系が大きな芳香族性を示すことを明らかにした。 (2) 剛直な骨格をもつ巨大環状共役分子が、そのアルキル置換との相互作用によって“誘導適合”型積層を示し、その結果、多彩なモルフォロジー変化と熱刺激応答性を示すことを見出した。(3)McMurryカップリング反応の条件下でエチニレンからビニレンへの還元が起こることを見出したので、この反応を新規環状オリゴチオフェンの合成に応用した。(4) 大環状オリゴチオフェン6量体を用いてベイポクロミズムを示すと同時に、可逆な形状変化を示す系を作り出した。この研究は、分子レベルでのアクチュエータの作成に応用可能である。また、この研究は、ナノ構造をもつファイバーが有機溶媒を取り込む際に形状変化を示すことを明らかにしたもので、従来の研究とは異なる独創的なものである。
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