分子の物理・化学吸着による炭素表面での自在ナノ構造作成と機能開拓

炭素材料表面をナノレベルで自在修飾する方法の開発は、それら材料の電子状態や物理的性質の精密制御に重要である。分子による表面修飾法には、物理吸着法と化学吸着（共有結合形成）法がある。本課題では、設計した有機分子によりこの二つの修飾法を深化させ、融合させた独自のナノレベル修飾法を確立する。具体的には、溶媒とグラファイトやグラフェンとの界面において、物理吸着による数十nmの周期を持つ階層的な自己集合単分子膜の作成指針の確立と、自己集合単分子膜が示すキラリティーの高度制御とその利用を第一の目的とする。第二に、物理吸着による自己集合単分子膜を鋳型としたグラファイトやグラフェンへの化学吸着をナノレベルで制御する独自の修飾法を発展させる。最終的には新規修飾グラフェンによる電子デバイスへの応用を目指す。1. 二次元分子集合体の高度構造制御と機能開拓長鎖アルキル基とヒドロキシ基の直交する官能基を持つ三方型分子が動的な立体配座選択により、階層的な二次元分子集合体を形成することを以前に報告している。以前はアキラルな溶媒を用いて実験を行っていたが、新たにキラルな溶媒を用いて実験を行い、分子集合体のキラリティーが制御されることを明らかにした。その他にも、階層的な自己集合単分子膜形成を狙い、二等辺三角形コアを持つ分子や、七角形状を持つ分子の二次元分子集合体を継続して調べた。二等辺三角形コアを持つ分子が、多様なラセミ結晶とコングロマリット結晶を作ることを明らかにした。2.炭素表面の共有結合形成を伴う周期的な化学修飾多様な周期修飾表面を用いてその分子認識能を評価した。特に、ホモキラルに周期修飾された表面を用いて、そのキラリティーの伝搬について調査した。その結果、ホモキラルに周期修飾された表面がアキラル分子の集合体に影響することを明らかにした。

炭素材料表面をナノレベルで自在修飾する方法の開発は、それら材料の電子状態や物理的性質の精密制御に重要である。分子による表面修飾法には、物理吸着法と化学吸着（共有結合形成）法がある。本課題では、設計した有機分子によりこの二つの修飾法を深化させ、融合させた独自のナノレベル修飾法を確立する。具体的には、溶媒とグラファイトやグラフェンとの界面において、物理吸着による数十nmの周期を持つ階層的な自己集合単分子膜の作成指針の確立と、自己集合単分子膜が示すキラリティーの高度制御とその利用を第一の目的とする。第二に、物理吸着による自己集合単分子膜を鋳型としたグラファイトやグラフェンへの化学吸着をナノレベルで制御する独自の修飾法を発展させる。最終的には新規修飾グラフェンによる電子デバイスへの応用を目指す。1. 二次元分子集合体の高度構造制御と機能開拓長鎖アルキル基とヒドロキシ基の直交する官能基を持つ三方型分子が動的な立体配座選択により、階層的な二次元分子集合体を形成することを以前に報告している。以前はアキラルな溶媒を用いて実験を行っていたが、新たにキラルな溶媒を用いて実験を行い、分子集合体のキラリティーが制御されることを明らかにした。その他にも、階層的な自己集合単分子膜形成を狙い、二等辺三角形コアを持つ分子や、七角形状を持つ分子の二次元分子集合体を継続して調べた。二等辺三角形コアを持つ分子が、多様なラセミ結晶とコングロマリット結晶を作ることを明らかにした。2.炭素表面の共有結合形成を伴う周期的な化学修飾多様な周期修飾表面を用いてその分子認識能を評価した。特に、ホモキラルに周期修飾された表面を用いて、そのキラリティーの伝搬について調査した。その結果、ホモキラルに周期修飾された表面がアキラル分子の集合体に影響することを明らかにした。