分子コンテナ法を利用した巨大ナノグラフェンの高機能化集積構造の構築と精密制御
【研究キーワード】
ナノグラフェン / ミセル型カプセル / 電極界面 / 金属フタロシアニン / 走査型トンネル顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / 分子コンテナ / ポルフィリン / 組織化 / 薄膜化 / ナノリアクター / EC-STM / 酸素還元反応 / 分子集積化 / 2次元組織化 / 分子コンテナ法 / ナノ構造形成
【研究成果の概要】
水に不溶なナノグラフェン類を水溶性のミセル型カプセルに内包し,内包されたナノグラフェン類を金やグラファイト表面へ輸送する方法論を確立した。具体的には,トライアングル状のC96H30, 三ツ葉状のC150H42をはじめ,ヘキサゴンのC222H42の分子像の解像,さらにオバレン単分子膜の電気化学界面での構造変化とその空隙へのチオール分子の一分子孤立化について,ナノスケール可視化に成功した。疎水性分子の吸着と組織化に関する成果に加え金属錯体分子にも展開し,特に鉄フタロシアニン内包カプセル分子が酸素還元反応を促進する「ナノリアクター」としての機能が発現することを見出した。
【研究の社会的意義】
これまで機能性を有するパイ電子化合物(特に疎水性が高い多環系化合物)の多くは水溶液中はおろか有機溶媒への極めて低い溶解性から溶液中における分子自体の電気化学特性はじめ種々の基礎物性についてはほぼ未解明であったが,本研究で確立した手法によって未解明な化合物の物性を理解できるようになった点は大変意義深く,また水溶化できたことで自然環境に必ずしも良い影響を及ぼさない有機溶媒の使用を削減するとともに,実験者の健康上の安全性(負荷低減)にも繋がった。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
吉沢 道人 | 東京工業大学 | 科学技術創成研究院 | 教授 | (Kakenデータベース) |
深港 豪 | 熊本大学 | 大学院先端科学研究部(工) | 准教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【配分額】17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)