外部刺激で構造と機能を可逆的にスイッチできるπ共役超分子ナノファイバーの創成

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24651117
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ナノ構造科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 宮田 幹二 大阪大学, 産業科学研究所, 招へい教授 (90029322)
• 研究分担者: 久木 一朗 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (90419466)
• 連携研究者: 藤内 謙光 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30346184)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 超分子化学 / ナノファイバー / デヒドロベンゾアヌレン / 双極子‐双極子相互作用 / 刺激応答性 / 超分子ゲル

研究概要

超分子ナノファイバー(SNFと省略）は、その異方的な形状に由来した物性を有するため、有機エレクトロニクス材料として興味深い。SNFを作成するためには、π共役分子に長鎖置換基を導入した分子設計が一般的である。しかし、その柔軟性のために分子の配向が乱れ、機能を損ねる一因であった。一方本研究では、極性置換基であるメチルエステル基をπ共役分子(ここではデヒドロベンゾアヌレン誘導体)に非中心対称的に導入することによって、結晶性のSNFの創出に成功した。このSNFは超音波を照射することで、異なる分子配列をもったSNFへと構造転移する。この構造転移は、ファイバーの電荷移動度を大きく変調させる。

研究成果

• [雑誌論文] Crystalline Supramolecular Nanofibers Based on Dehydrobenzoannulene Derivatives (2013)
  • 著者名/発表者名: Hajime Shigemitsu, Ichiro Hisaki, Eriko Kometani, Daisuke Yasumiya, Yuu Sakamoto, Keisuke Osaka, Tejender S. Thakur, Akinori Saeki, Shu Seki, Fumiko Kimura, Tsunehisa Kimura, Norimitsu Tohnai and Mikiji Miyata
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 巻: 19 ページ: 15366-15377
  • DOI: 10.1002/chem.201301967
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrasound Triggered Structural Conversion of Supramolecular Nanofibers Associated with Drastic Change of Electric Property (2013)
  • 著者名/発表者名: Hajime Shigemitsu, Ichiro Hisaki, Hirofumi Senga, Daisuke Yasumiya, Tejender S. Thakur, Akinori Saeki, Shu Seki, Kazunori Nakano, Norimitsu Tohnai and Mikiji Miyata
  • 雑誌名: Chem. Asian J 巻: 8 ページ: 1372-1376
  • DOI: 10.1002/asia.201300258
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inclusion Crystals of 3a,7a,12a,24-Tetrahydroxycholane with Haloaromatic Compounds : Pitches and Stability of Herringbone Assemblies in Channels (2013)
  • 著者名/発表者名: Wen-Tzu Liu, Yute Kin, Kazunori Nakano, Ichiro Hisaki, Norimitsu Tohnai, and Mikiji Miyata
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 42 ページ: 143-145
  • DOI: 10.1246/cl.2013.143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Guest-Dependent Structural Transformation of Dehydrobenzoannulene Inclusion Crystals Composed ofπ-Stacked Parallelogram Columnar Motifs (2012)
  • 著者名/発表者名: Hajime Shigemitsu, Ichiro Hisaki, Eriko Kometani, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyata
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 41 ページ: 1535-1537
  • DOI: 10.1246/cl.2012.1535
  • 査読あり
• [雑誌論文] Halogen Bond Effect on Bundling of Hydrogen Bonded 2-Fold Helical Columns (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Sasaki, Ichiro Hisaki, Seiji Tsuzuki, Norimitsu Tohnai and Mikiji Miyata
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: 14 ページ: 5749-5752
  • DOI: 10.1039/C2CE26081F
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structure of Quinine : Unignorable Affects of Vinyl and Methoxy Groups on Molecular Assemblies of Cinchona Alkaloids (2012)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki, Eri Hiraishi, Toshiyuki Sasaki, Hideo Orita, Seiji Tsuzuki, Norimitsu Tohnai, and Mikiji Miyata
  • 雑誌名: Chem. Asian J 巻: 7 ページ: 2607-2614
  • DOI: 10.1002/asia.201200566
  • 査読あり
• [学会発表] Crystalline Supramolecular Nanofibers Based on Dehydrobenzo- annulene Derivatives (2014)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会(Asian International Symposium on Organic Crystals)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] Solid-state Supramolecular Assemblies Based on Dehydrobenzo- annulene (2013)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Hisaki
  • 学会等名: China-Japan Joint Symposium on Functional Supramolecular Architectures
  • 発表場所: 蘇州、中国
  • 年月日: 2013-10-27
  • 招待講演
• [学会発表] 超音波による高結晶性超分子ナノファイバーの動的構造変換および電気的特性変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 重光孟
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] アリール置換によるオクタデヒドロ[12]アヌレンの積層構造制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久木一朗
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] Construction of One-Dimensionallyπ-Stacked Assemblies with Inclusion Channels Using Triangular Dehydrobenzoannulenes (2012)
  • 著者名/発表者名: Hajime Shigemitsu
  • 学会等名: The 12th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-12)
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-11-13
• [学会発表] Highly Crystalline One- dimensional Supramolecular Assemblies Based on Polar Dehydrobenzoannulene Derivatives (2012)
  • 著者名/発表者名: 重光孟
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-05-31
• [図書] ゲルの安定性と機能付与・次世代への応用開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久木一朗、藤内謙光、宮田幹二
  • 総ページ数: 552
  • 出版者: 技術情報協会
• [備考]
  • URL: http://www.mls.eng.osaka-u.ac.jp/~mol_rec/