スポットライトリサーチ

【なんと簡単な!】 カーボンナノリングを用いた多孔性ナノシートのボトムアップ合成

第 164 回目のスポットライトリサーチは東京大学大学院新領域創成科学研究科 物質系専攻の森泰蔵 (もり たいぞう) 特任講師にお願いしました。

森特任講師は、今年の 7 月まで物質・材料研究機構 NIMS の有賀研究室にて超分子化学に携わっており、分子構造を駆使してナノ構造を形成する研究を行ってきました。このたび、その研究の成果がプレスリリースとして発表されたため、インタビューさせていただきました。

Carbon Nanosheets by Morphology-Retained Carbonization of Two-Dimensional Assembled Anisotropic Carbon Nanorings
T. Mori, H. Tanaka, A. Dalui, N.Mitoma, K. Suzuki, M. Matsumoto, N. Aggarwal, A. Patnaik, S. Acharya, L. K. Shrestha, H. Sakamoto, K. Itami, and K. Ariga
Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 9679-9683
DOI: 10.1002/anie.201803859

それでは原著論文と合わせて、インタビューをお楽しみください!

Q1. 今回プレスリリースとなったのはどんな研究ですか?簡単にご説明ください。

楕円形のカーボンナノリングを新規に合成し、それを我々がvortex Langmuir-Blodgett (LB)法と呼ぶ、渦流を発生させた気水界面上で分子を自己組織化させる方法で、均一なモルフォロジーの分子薄膜を調製しました。この分子薄膜を焼成すると、モルフォロジーが保たれたまま炭素化され、二次元状のカーボンナノシートを合成できました。

ピリジンとカーボンナノリングの混合分子膜から窒素含有カーボンナノシートも合成できます。酸素還元触媒活性を示すと期待されるピリジニックな窒素を含むため、燃料電池の触媒膜などへの応用が期待されます。

Q2. 本研究テーマについて、自分なりに工夫したところ、思い入れがあるところを教えてください。

得られた分子薄膜をカーボンナノシートにすることで機能性が広がった点は、材料工学に身を置く者としても思い入れがあります。共役系高分子であっても、ナノレベルの構造を保ったまま炭素化されるのは稀です。それ故に、分子薄膜の形態が保持されたままカーボンナノシートが得られたのは僥倖でした。また、分子薄膜の形成や窒素ドーピングの手法なども簡便で、一般的な実験室で行える点も有用であると考えています。

Q3. 研究テーマの難しかったところはどこですか?またそれをどのように乗り越えましたか?

一様な分子薄膜を得られるまで苦労しました。自己組織化による二次元構造の形成を狙った分子ではあったのですが、Langmuir-Blodgett法などを含めて既存の方法では凝集してしまい一様な薄膜は得られませんでした。また、今回用いたカーボンナノリングは様々な側鎖を導入できるため、色々な分子で自己組織化を試しましたが、二次元薄膜は得られませんでした。最終的に、我々のグループがvortex LB法として渦流中でナノウィスカー(針状結晶)を配向させる研究を行っており、それをカーボンナノリングに適用することで分子同士の凝集が抑えられ一様な分子薄膜が得られました。 

Q4. 将来は化学とどう関わっていきたいですか?

これまでに、分子の配列やモルフォロジーを制御することで、分子そのものがもつ機能を向上させたり、あるいは隠れた機能を引き出したりしてきました。既存の手法を踏襲しつつ、新奇でまた簡易な手法、つまり温故知新で様々な分子を並べナノ構造を構築することで、分子の潜在能力を十分に引き出したいと考えています。

Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。

vortex LB法をはじめ、界面における分子のコンフォメーションやモルフォロジー制御を行っています。皆様が合成された分子の可能性を引き出すお手伝いをできたら幸いです。特に、vortex LB法はビーカーと攪拌装置さえあれば、一般的な研究室で実施できる簡単な手法です。興味がありましたら、お気軽にご連絡ください。

【略歴】

2009年京都大学にて赤木和夫教授のもと共役系高分子に関する研究にて学位を取得。同年から、物質・材料研究機構において有賀克彦主任研究者のもとで超分子化学の研究に携わる。2013年から米国のKent State Universityへ留学。2016年に国際液晶学会にて若手研究者賞受賞。現在は、東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻竹谷研究室にて特任講師として有機半導体の自己組織化に関する研究を行っている。

参考文献

  1. 記事トップ図は論文から引用しました

関連記事

Avatar photo

やぶ

投稿者の記事一覧

PhD候補生として固体材料を研究しています。学部レベルの基礎知識の解説から、最先端の論文の解説まで幅広く頑張ります。高専出身。

関連記事

  1. だんだん柔らかくなるCOF!柔軟性の違いによる特性変化
  2. 学部生にオススメ:「CSJ カレントレビュー」で最新研究をチェッ…
  3. 第20回次世代を担う有機化学シンポジウム
  4. 企業の研究開発のつらさ
  5. Ph.D. Comics – Piled Highe…
  6. イミンアニオン型Smiles転位によるオルトヒドロキシフェニルケ…
  7. 2つの触媒反応を”孤立空間”で連続的に行う
  8. DOIって何?

注目情報

ピックアップ記事

  1. 有機合成化学協会誌2018年3月号:π造形科学・マグネシウムカルベノイド・Darzens反応・直接的触媒的不斉アルキニル化・光環化付加反応
  2. 日本化学会 第104春季年会 付設展示会ケムステキャンペーン Part3
  3. 第29回「安全・簡便・短工程を実現する」眞鍋敬教授
  4. 野依さん講演を高速無線LAN中継、神鋼が実験
  5. MUKAIYAMA AWARD講演会
  6. 【書籍】文系でも3時間でわかる 超有機化学入門: 研究者120年の熱狂
  7. 女子の強い味方、美味しいチョコレート作りを助ける化合物が見出される
  8. ロルフ・ヒュスゲン Rolf Huisgen
  9. ベンゼン環が速く・キレイに描けるルーズリーフ
  10. ディスコデルモライド /Discodermolide

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2018年10月
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

注目情報

最新記事

有機電解合成のはなし ~アンモニア常温常圧合成のキー技術~

(出典:燃料アンモニアサプライチェーンの構築 | NEDO グリーンイノベーション基金)Ts…

光触媒でエステルを多電子還元する

第621回のスポットライトリサーチは、分子科学研究所 生命・錯体分子科学研究領域(魚住グループ)にて…

ケムステSlackが開設5周年を迎えました!

日本初の化学専用オープンコミュニティとして発足した「ケムステSlack」が、めで…

人事・DX推進のご担当者の方へ〜研究開発でDXを進めるには

開催日:2024/07/24 申込みはこちら■開催概要新たな技術が生まれ続けるVUCAな…

酵素を照らす新たな光!アミノ酸の酸化的クロスカップリング

酵素と可視光レドックス触媒を協働させる、アミノ酸の酸化的クロスカップリング反応が開発された。多様な非…

二元貴金属酸化物触媒によるC–H活性化: 分子状酸素を酸化剤とするアレーンとカルボン酸の酸化的カップリング

第620回のスポットライトリサーチは、横浜国立大学大学院工学研究院(本倉研究室)の長谷川 慎吾 助教…

高分子材料におけるマテリアルズ・インフォマティクスの活用:高分子シミュレーションの応用

開催日:2024/07/17 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

そうだ、アルミニウムを丸裸にしてみようじゃないか

N-ヘテロ環ボリロキシ配位子を用いることで、アニオン性かつ非環式、さらには“裸“という極めて不安定な…

カルベンがアシストする芳香環の開環反応

カルベンがアシストする芳香環の開環反応が報告された。カルベンとアジドによる環形成でナイトレンインダゾ…

有機合成化学協会誌2024年7月号:イミン類縁体・縮環アズレン・C–O結合ホモリシス・ハロカルビン・触媒的バイオマス分解

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2024年7月号がオンライン公開されています。…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP