| 研究課題/領域番号 |
26708004
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
庄子 良晃 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (40525573)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | ホウ素 / ボリニウムイオン / ルイス酸 / 超ルイス酸 / 小分子活性化 / カーボンナノチューブ / カルボラン |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、単離可能な究極のルイス酸分子として、ホウ素が結合の手を二本しか持たない二配位ホウ素カチオン種「ボリニウムイオン」を開発し、既存のルイス酸では成しえない反応化学・物質科学を探求する。平成２７年度は、前年度に引き続き、ボリニウムイオンの反応性の検討、およびボリニウムイオンの電子的性質の実験的解明へ向けた取り組みを行った。① ボリニウムイオンによる二硫化炭素の炭素ー硫黄二重結合切断反応、② 固体NMRの手法を用いたボリニウムイオンの電子構造評価については論文としてまとめ、学術誌に報告した。また、本研究のさらなる加速化を図るため、ボリニウムインの対アニオンとして用いるホウ素ー炭素クラスターであるカルボランアニオンの効率的合成法を開発した。さらに、ボリニウムイオンが、カーボンナノチューブ（CNTs）などのナノカーボン類を効率的に酸化（ホールドープ）できることを見出した。その際、得られたホールドープCNTsは、高い大気安定性を示すことも明らかにした。これまで工業的には、CNTsのホールドープは硝酸を用いた手法が検討されてきたが、得られるホールドープCNTsの安定性が低いことが問題となっていた。ボリニウムイオンを用いた今回のホールドープ法は、高い電導性と安定性を兼ね備えたナノカーボン類の創出につながるものと期待できる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
研究実績の概要に記述したように、ボリニウムイオンの反応性および電子物性に関する検討は順調に進行している。さらに、ボリニウムイオンを用いた、ナノカーボン類の高機能化という新たな研究展開を拓きつつある。以上の利用から、本研究は概ね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後も引き続き、ボリニウムイオンによる反応化学・物資科学を探求する。今年度新たに見出した、ボリニウムイオンによるナノカーボン類のホールドープの検討を集中的に行う。得られたホールドープナノカーボンは、デバイス研究者との共同研究により、電気伝導性を評価するとともに、透明導電膜やデバイス素子の電極材料などへの利用を図る。さらに現在、ボリニウムイオンが等量以上のアセチレン誘導体を活性化するという知見を得ており、この反応系で得られる生成物について詳細に調査する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度中、不安定化合物の貯蔵および再結晶操作に用いる、グローブボックスに備えつけられた冷凍庫が故障し、修理および復帰までに約４ヶ月を要した。この期間中、一部のボリニウムイオン誘導体および前駆体の保管が困難になり、研究の進行に著しい遅れを生じた。よって、今年度の計画を次年度に渡って延長する必要があり、そのために次年度使用分の予算を確保することとした。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度使用額については、今年度に引き続き、ボリニウムイオンおよびその誘導体の合成、反応性、電子物性の解明へ向けた実験に用いる。具体的には、有機合成用試薬、不活性ガス、重水素化溶媒およびガラス器具、消耗品に加えて、共同実験の実施および成果発表のための旅費、成果発信のための論文投稿費として次年度使用額を用いる。
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