有機物を高機能カーボンへ

～分子構造から読み解く炭素化の設計原理～

2026（令和8）年8月20日
岡山大学
京都大学
科学技術振興機構（JST）

発表のポイント

分子の官能基を変えることで、カーボンになるまでの反応経路と、得られるカーボンの構造を制御できることを示しました。
フェノール樹脂のモデル分子を用い、炭素化の仕組みを分子レベルで明らかにしました。
未利用有機物を、吸着材や導電材などの高機能カーボンへ変換する資源循環の設計指針につながります。

岡山大学 学術研究院 先鋭研究領域（異分野基礎化学研究所）の仁科 勇太 卓越教授と京都大学 大学院工学研究科 化学理工学専攻の生越 友樹 教授らの研究グループは、フェノール樹脂のモデル分子として「ピラーアレーン」を用い、分子の周囲に付ける官能基を変えるだけで、カーボンになるまでの反応経路と、できあがるカーボンの構造・機能が大きく変わることを明らかにしました。同じ分子骨格から、元の形を保った穴の多いカーボン、段階的に融合したシート状カーボン（層状カーボン）、いったん溶けて再構成されたシート状カーボンが生まれ、それぞれガス吸着や電気伝導に異なる特徴を示しました。これは、経験則に頼ることが多かった炭素化を、分子構造から設計するための新しい学理技術です。
今後、フェノール樹脂、ピッチ、リグニン、廃プラスチック由来成分などを、有用な吸着材や導電材へ変換する資源循環技術の設計指針になることが期待されます。
本研究成果は、学術誌「Small」に2026年8月19日（現地時間）付で掲載されました。
本研究は、JST 戦略的創造研究推進事業 CREST（JPMJCR24S6）、JSPS 科研費（JP23KF0235、JP22H00334、JP24K21247）および文部科学省 世界トップレベル研究拠点プログラム（WPI）の支援を受けて実施されました。

＜プレスリリース資料＞

本文　PDF（619KB）

＜論文タイトル＞

“Divergent Carbonization of Pillar[5]arenes Produces Porous and Lamellar Carbon Architectures”

DOI：10.1002/smll.75161

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