名大ら,外部刺激に敏感な曲面π共役分子創出

名古屋大学,東北大学,韓国・延世大学の研究グループは,ヘテロ元素の挿入という独自の分子設計指針に基づき,外部からの刺激に鋭敏に応答する新規曲面π共役分子の合成に成功した(ニュースリリース)。

ベンゼンやナフタレンに代表される平面π共役分子は,プラスチックや医薬品,液晶,有機ELといった身の回りの様々な有用物質として広く社会で利用されている。

これらは蜂の巣を切り出したような平面構造により高い剛直性を示し,結果として,これらの分子を構成単位とする材料もまた高い堅牢性を示す。

一方,近年では曲面構造を有するπ共役分子が高い柔軟性といった特異な機能を示すことが明らかとなり,機能性液晶や環境応答性材料といった次世代型スマートマテリアルの構成素子として期待されている。

しかし現行の曲面π共役分子の設計指針はフラーレンやカーボンナノチューブなどの曲面構造をもつ炭素材料の部分構造を切り出すという考えのもとで合成されたものであるため,多様性の拡張には新指針の確立が求められる。

今回,研究グループは,平面π共役分子の1つであるペリレンビスイミドに着目し,「ヘテロ元素の挿入」という独自の設計戦略を適用させることで,窒素挿入型ペリレンビスイミドを新たに設計・合成した。得られた分子は電場の印加や光学活性化合物の添加などの外部刺激に対して鋭敏に応答し,その構造を変化させることがわかった。

これまで,曲面π共役分子はその特異な性質から,次世代型スマートマテリアルの構成要素として期待されていた。しかし,現行の分子設計指針のみでは設計の幅に限りがあり,より一般性の高い指針の確立が求められていた。

今回の成果は,「ヘテロ元素の挿入」という視点が新規曲面π共役分子の設計に効果的であることを示唆しているという。また,この指針は本質的にほぼ全てのπ共役分子に適用できることから,多彩な物質群の創出に繋がるとしている。

その他関連ニュース

  • 東北大,カーボンナノチューブの新規合成法を開発 2024年09月05日
  • 名城大,単層CNTを液相法で安価に合成
    名城大,単層CNTを液相法で安価に合成 2024年08月02日
  • 慶大ら,高効率・高偏光度のマイクロ偏光熱光源開発
    慶大ら,高効率・高偏光度のマイクロ偏光熱光源開発 2024年06月05日
  • 筑波大ら,入れ子状物質の光照射で電子の抜け道発見 2024年06月04日
  • 三井化学, EUV露光用CNTペリクルの生産設備を設置 2024年06月03日
  • 理研ら,異次元ナノ半導体界面に潜む量子光源を発見 2024年04月12日
  • 京大,スズペロブスカイト電子輸送用フラーレン開発 2024年02月22日
  • 2023年,CNT世界出荷量は10,000tを超える見込 2024年01月24日