Science of Post-nanocarbons: Structural science of nano pi-space

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「ポストナノカーボン科学：ナノπ空間の精密構造科学」と題した本研究は，明確・一義な構造を有する新たなナノカーボン分子を設計・合成し，その特性解明とそれに基づく機能開拓を目指すものである．「大きく曲がったπ電子系の特性とはなにか？」を根源的な問いに据え，「新分子・新物質創造」によりその解を追い求める提案である．本研究課題では，「１．多様構造の創造」「２．基本特性の解明」「３．機能性への展開」の3項目を検討項目とし，その三つ巴の研究展開により，「分子性ナノカーボンの科学」を飛躍的に発展させることを目指して検討を進めた．本研究期間には，特に「１．多様構造の創造」「２．基本特性の解明」に注力した．「１．多様構造の創造」においては，主にヘテロ原子を導入した新分子の設計・合成を進めてきたが，窒素原子を導入した巨大筒状分子の合成に成功し，窒素ドープがもたらす電子的影響について詳細を検討した．「２．基本特性の解明」の項目では，筒状の炭化水素ホストと，球状のアザフラーレン回転子からなる超分子会合体を構築した．これは以前に我々が発見している，分子間の極微摩擦により固体内慣性回転を実現する「分子ベアリング」の窒素原子をドープした類縁体である．この窒素ドープ型分子ベアリングについて，溶液中における動的挙動をNMR測定と理論計算を用いて詳細に解析した．特に置換基を有する分子ベアリングにおいて，筒の上下をフリップする興味深い運動を解明した．その他，「３．機能性への展開」に関連して，鎖状オリゴアリーレンの有機EL素子への応用に関する成果を報告した．