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２次元有機構造体の精密設計と機能開拓

二维有机结构的精确设计和功能开发

基本信息

批准号：
21H04690
负责人：
福島孝典
金额：
$ 27.21万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、申請者らが独自に開発した、2次元入れ子状ハニカム構造への集合化を強力に誘起する「三枚羽プロペラ型分子（三脚型トリプチセン）」を2次元超分子足場として利用するアプローチにより、種々の官能基や機能団を、固体表面上の単分子膜、「2次元ハニカム+1次元積層」構造を特徴とする多層膜、あるいは、バルクな結晶や高分子集合体などの形態へと精密に集積化することで、多様な次元性と機能を有する物質群の開発に取り組んだ。単・多層有機薄膜の開発：三脚型トリプチセンに対して、一方の面に固体表面への吸着性官能基、その反対側に種々の官能基または機能団を面選択的に導入した新規誘導体の合成法を開発した。これにより、官能基が固体表面上で規則的かつ高密度・高配向で２次元集積化した自己組織化単分子膜（SAM）を構築するための技術基盤を確立した。具体例として、シアノ基とチオール基を面選択的に導入した誘導体により、金(111)表面上でシアノ基が完全垂直配向して規則的に並んだSAMを作製したところ、大きな双極子をもつCN基の２次元集積化により金(111)基板の仕事関数が顕著に増大することを見いだした。また、Huisgen付加環化反応を示す２種類の官能基を面選択的に導入した三脚型トリプチセンの配向多層膜は、加熱により「2次元+1次元」の構造規則性を保持したまま重合反応が進行し、構造規則性と化学安定性が高い薄膜を与えることを見いだした。自己集合性高分子の開発：三脚型トリプチセンを主鎖骨格に有する高分子が、トリプチセン部位の２次元集合化により長周期のラメラ構造へと自己集合することを見いだした。この特異な構造化により高分子の粘弾性が飛躍的に向上することも明らかにし、汎用高分子の物性改善の新手法を提示した。上記に加え、２次元集合化を示す新たな分子モチーフの開発や、ナノ薄膜の新しい表面構造解析手法の開発に成功した。

In this study, the applicant developed the three-dimensional molecular structure by himself, and the two-dimensional molecular structure was strongly induced by aggregation.(Tripod type)"two-dimensional supramolecular field" uses functional groups and functional groups of species, molecular films on solid surfaces,"two-dimensional structure" features multilayer films,"three-dimensional structure" features multilayer films,"features, and functional groups. Development of multilayer organic thin films: tripod-type organic thin films with adsorptive functional groups on one surface and functional groups on the other surface; synthesis of novel inducers; The technical basis for the construction of two-dimensional self-organized molecular films (SAM) is established. For example, when a surface-selective induction body is introduced into the gold (111) surface, the Sirono groups are completely vertically aligned and regularly combined with the SAM. This is why the number of layers on the gold (111) substrate has increased due to the two-dimensional integration of the Okina-dipole and the CN-based. The structure regularity of the alignment multilayer film is maintained by the introduction of the three-dimensional functional group, the heating of the two-dimensional and one-dimensional functional groups, and the chemical stability of the thin film. The development of self-assembling polymer: tripod-type polymer, main clavicular polymer, two-dimensional aggregation of tripod-type polymer, long-period polymer and self-assembling polymer This unique structuring has greatly improved the viscosity of polymers, and it is clear that new methods for improving the physical properties of commonly used polymers are proposed. The above notes show the successful development of new molecular structures and new surface structure analysis methods for thin films.

项目成果

期刊论文数量（43）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Cyano-Substituted Triptycene-Based Monolayers on Au(111): Tripodal Adsorption, Dipole Engineering, and Charge Transfer

DOI：
10.1021/acs.jpcc.1c05618
发表时间：
2021-09
期刊：
The Journal of Physical Chemistry C
影响因子：
0
作者：
Saunak Das;A. Asyuda;Yoshiaki Shoji;A. Kosaka;T. Fukushima;M. Zharnikov
通讯作者：
Saunak Das;A. Asyuda;Yoshiaki Shoji;A. Kosaka;T. Fukushima;M. Zharnikov

新規電子受容性プロペラ分子の合成と二次元集合構造形成

新型电子接受螺旋桨分子的合成及二维聚集结构的形成

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
山本蒔恩;庄子良晃;福島孝典
通讯作者：
福島孝典

三脚型トリプチセンを両末端に有するテレケリックポリエチレングリコールの自己集合挙動とゲル化特性

两端三脚三蝶烯的遥爪聚乙二醇的自组装行为及凝胶性能

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Gotoh Kazuhiro;Wilde Markus;Ogura Shohei;Kurokawa Yasuyoshi;Fukutani Katsuyuki;Usami Noritaka;K. Hayashi，R. Wang，K. Nakashita，Y. Kainuma，M. Ito，T. An;陳玉根・石割文崇・福井智也・梶谷孝・福島孝典
通讯作者：
陳玉根・石割文崇・福井智也・梶谷孝・福島孝典

Mechanical and membrane-forming properties of tripodal-triptycene terminated polydimethylpolysiloxane

三足三蝶烯封端聚二甲基聚硅氧烷的机械和成膜性能