組織化常磁性フラーレンの機能開拓

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24350019
• 研究機関: 東京学芸大学
• 研究代表者: 赤阪 健 東京学芸大学, 教育学部, 研究員 (60089810)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 金属内包フラーレン / 磁性内包フラーレン / 磁性金属内包フラーレン / ナノロッド / 薄膜 / 自己組織化

研究概要

常磁性金属内包フラーレン誘導体のナノロッドおよび薄膜の作成を試み、幾つかの常磁性金属内包フラーレン誘導体においてナノサイズの針状結晶 (ナノロッド) を得ることに成功した。ナノロッドのHRTEM観察により常磁性金属内包フラーレン誘導体が非常に規則正しく配列していることを明らかにした。無置換の常磁性金属内包フラーレンでは同条件で結晶化を行ってもナノロッドは得られなかった。置換基導入がフラーレンの規則正しい組織化に有効であることを明らかにした。種々の常磁性金属内包フラーレン誘導体のナノロッドおよび自己組織化を利用した薄膜を得ることにも成功した。

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

常磁性内包フラーレンおよびその誘導体の合成にほぼ成功し、1) 炭素ケ ージ上にスピンを有する内包フラーレン、2) 内包原子上にスピンを有する内包フラーレン、3) ケージと内包原子の両方 にスピンを有する内包フラーレンが得られた。

今後の研究の推進方策

単結晶Ｘ線構造解析の専門家を参画させ、常磁性内包フラーレンおよびその誘導体の単結晶の構造解析を行っていく。得られる知見は、常磁性内包フラーレンおよびその誘導体の磁気的、電気的特性の解明に役立つであろう。

次年度の研究費の使用計画

研究遂行上、次年度に博士研究員を雇用し、研究を円滑に行うため、次年度に雇用費として予算を繰り越した。
博士研究員の雇用費として執行する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] An Improbable Monometallic Cluster Entrapped in a Popular Fullerene Cage: YCN@Cs(6)-C82 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yang, S.; Chen, C.; Liu, F.; Xie, Y.; Li, F.; Jiao, M.; Suzuki, M.; Wei, T.; Wang, S.; Chen, Z.; Lu, X.; Akasaka, T.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 ページ: 1487-1492
  • DOI: 10.1038/spep01487
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Structure and Chemical Property of a Divalent Metallofullerene Yb@C2(13)-C84 (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhang, W.; Suzuki, M.; Xie, Y.; Bao, L.; Cai, W.; Slanina, Z.; Nagase, S.; Xu, M.; Akasaka, T.; Lu, X.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 ページ: 12730-12735
  • DOI: 10.1021/ja405223t
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Metallofullerene Electron Donor that Powers an Efficient Spin Flip in a Linear Electron Donor Acceptor Conjugate (2013)
  • 著者名/発表者名: Rudolf, M.; Feng, L.; Slanina, Z.; Akasaka, T.; Nagase, S.; Guldi, D.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 ページ: 11165-11174
  • DOI: 10.1021/ja403763e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanistic Study of the Diels-Alder Reaction of Paramagnetic Endohedral Metallofullerene: Reaction of La@C82 with 1,2,3,4,5-Pentamethylcyclopentadiene (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato, S.; Maeda, Y.; Guo, J. -D.; Yamada, M.; Mizorogi, N.; Nagase, S.; Akasaka, T.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 ページ: 5582-5587
  • DOI: 10.1021/ja309763f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Regioselective Addition of Admantylidene Carbene to Yb@C2v(3)-C80 Affords the First Derivative of Divalent Metallofullerenes (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Xie, M. Suzuki, W. Cai, N. Mizorogi, S. Nagase, T. Akasaka, X. Lu
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 52 ページ: 5142-5145
  • DOI: 10.1002/anie.201210164
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intramolecular versus Intermolecular Electronic Interactions between [5,6]-open and [6,6]-closed C60 Adducts with exTTF (2013)
  • 著者名/発表者名: Takano, Y.; Schubert, C.; Mizorogi, N.; Feng, L.; Iwano, A.; Katayama, M.; Herranz, M. A.; Guldi, D.; Martin, N.; Nagase, S.; Akasaka, T.
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 4 ページ: 3166-3171
  • DOI: 10.1039/C3SC00004D
  • 査読あり
• [雑誌論文] La2@Cs(17490)-C76: A New non-IPR Dimetallic Metallofullerene Featuring Unexpectedly Weak Metal?Pentalene Interactions (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M.; Mizorogi, N.; Yang, T.; Uhlik, F.; Slanina, Z.; Zhao, X.; Yamada, M.; Maeda, Y.; Hasegawa, T.; Nagase, S.; Lu, X.; Akasaka, T.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 19 ページ: 8145-8147
  • DOI: 10.1039/C3CC43578D
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-Ray Observation of a Helium Atom and Placing a Nitrogen Atom inside He@C60 and He@C70 (2013)
  • 著者名/発表者名: Morinaka, Y.; Sato, S.; Wakamiya, A.; Nikawa, H.; Mizorogi, N.; Tanabe, F.; Murata, M.; Komatsu, K.; Furukawa, K.; Kato, T.; Nagase, S.; Akasaka, T.; Murata, Y.
  • 雑誌名: Nature Commun. 巻: 4 ページ: 1554/1-1554/5
  • DOI: 10.1038/ncomms2574
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of MCD Spectroscopy and TD-DFT to Endohedral Metallofullerenes for Characterization of Their Electronic Transitions (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamada, M.; Slanina, Z.; Mizorogi, N.; Muranaka, A.; Maeda, Y.; Nagase, S.; Akasaka, T.
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 15 ページ: 3593-3601
  • DOI: 10.1039/c3cp44096f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coordinative Interactions between Porphyrins and C60, La@C82, and La2@C80 (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya, T.; Rudolf, M.; Wolfrum, S.; Radhakrishnan, S. G.; Aoyama, R.; Yokosawa, Y.; Oshima, A.; Akasaka, T.; Nagase, S.; Guldi, D. M.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 19 ページ: 558-565
  • DOI: 10.1002/chem.201202661
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping the Metal Positions inside Spherical C80 Cages: Crystallographic and Theoretical studies of Ce2@D5h-C80 and Ce2@Ih-C80 (2013)
  • 著者名/発表者名: Feng, L.; Suzuki, M.; Mizorogi, N.; Xing, L.; Yamada, M.; Akasaka, T.; Nagase, S.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 19 ページ: 988-993
  • DOI: 10.1002/chem.201202341
  • 査読あり
• [学会発表] New Vistas in Fullerene Endohedrals (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka
  • 学会等名: The 3rd Symposium on Carbon Nanoforms
  • 発表場所: IMDEA-Nanoscience, Madrid, Spain
  • 年月日: 20130926-20130927
  • 招待講演
• [学会発表] New Vistas in Fullerene Endohedrals (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka
  • 学会等名: 1st International Symposium on Nanocarbons -- Fullerenes, Endofullerenes, Carbon Nanotubes and Carbon Nanostructures (ISNC2013)
  • 発表場所: University of Science and Technology of China, Hefei, China
  • 年月日: 20130616-20130619
  • 招待講演
• [学会発表] New Vistas in Fullerene Endohedrals
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka
  • 学会等名: Department Lecture
  • 発表場所: Xiamen University, Xiamen, China
  • 招待講演
• [学会発表] New Vistas in Fullerene Endohedrals
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka
  • 学会等名: Workshop on Emerging Materials
  • 発表場所: University of Trieste, Trieste, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] ナノカーボンを基軸とする高次π空間の創製と機能開拓
  • 著者名/発表者名: 赤阪 健
  • 学会等名: 日本化学会第９４春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学、名古屋
  • 招待講演
• [図書] 未来材料を創出するπ電子系の科学、カレントレビュー No. 12 (2013)
  • 著者名/発表者名: 前田 優、赤阪 健
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 化学同人出版
• [図書] 高次π空間の創発と機能開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土屋敬広、溝呂木直美、永瀬 茂、赤阪 健
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考] 赤阪研究室ホームページ
  • URL: http://www.tara.tsukuba.ac.jp/~akasaka-lab/