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本研究では、集合状態で導電性を有する分子性電磁ナノコイルの開発を目指した。申請者がこれまでの研究で得た「高導電性分子の設計・合成法」、「1次元ナノ組織体作製法」及び「ナノ物性評価法」を発展させることで自己活性化分子性電磁ナノコイルを作製し、構造と機能の相関解明に挑戦した。
1.新規有機導電性分子の合成と分子性電磁ナノコイルの構築
様々な有機導電性分子の両末端に、キラル分子と水素結合部位を付与することで新規分子性導体を合成した。得られた誘導体を1次元組織体へと自己組織化させ、更に螺旋構造へと変化させることで分子性電磁ナノコイルを作製した。更に、アクセプターと組み合わせることで、導電性を有する分子性電磁ナノコイルを得た。このような分子性電磁ナノコイルは、作製時の温度、溶媒、乾燥時間等の外的要因を制御することで、コイル直径、巻き数、ピッチ、配向性を容易にコントロールすることが可能であった。
2.分子性電磁ナノコイルの電磁物性評価
1で作製したナノコイルのバルク状態での電気伝導度を測定した。更に、交流磁場印加下でナノコイルの誘導起電力を測定した。電磁特性について、周波数依存性、磁極からの距離を精査することで物質由来の起電力であることを示すことができた。この結果を踏まえ、電磁波照射下で誘導電流由来によるジュール熱を測定し、電磁コイルとしての応答を精査することも予定していたがこの内容を達成するには至らなかった。作製したナノコイルの直径、巻き数、ピッチ、配向性を変化させた場合の誘導起電力についても確認した。本系は、磁場存在下で分子集合体自らが電気エネルギーを発生させることが可能となる機能的分子システムになると考えられる。
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