可変的な動的共有結合を鍵とするπ共役二次元高分子の合成とその機能開拓

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K23641
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0501:物理化学、機能物性化学、有機化学、高分子、有機材料、生体分子化学およびその関連分野
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 松本 道生 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 独立研究者 (90843110)
• 研究期間 (年度): 2019-08-30 – 2022-03-31
• キーワード: 二次元高分子 / 二次元材料 / 高分子合成

研究成果の概要

2004年のグラフェン発見以来、2次元に原子が規則正しく並んだシート状の化合物である2次元高分子(2次元ポリマー)は、その特異な性質から、研究者の関心を集めている。2次元ポリマーの物理的な研究が大いに進む一方、2次元ポリマーの化学合成法は未だに確立されておらず、合成面での発展は喫緊の課題である。本研究課題では複雑で高次な構造のπ共役2次元ポリマーをボトムアップ的に合成する方法を研究した。特に二次元ポリマーの反応条件を精査することで新規の反応条件を見出し、結果これまで導入が実現されてこなかったシリコンなどのヘテロ原子を含む共役2次元ポリマーが合成できることを見出した。

自由記述の分野

高次元高分子合成化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

二次元ポリマーの反応条件を精査し、液相中での合成と、金属表面上での反応の二つの異なる環境下での反応を検証した。特に、新規の反応条件を見出すことにより、これまで導入が実現されてこなかったシリコンなどのヘテロ原子を含む共役2次元ポリマーを合成できることを見出すに至った。これらの努力を続け天然に存在しない 合成π共役2次元ポリマーを生み出すことにより、グラフェンなどの天然物を超える物性を示すπ共役2次元ポリマーが見出されることが期待される。