ジャイロイド液晶構造を鋳型とした三次元多孔性グラフェン創成技術の開発

三次元多孔性グラフェンの創成を目指し、ジアセチレン骨格をジャイロイド界面に沿って配列させ、トポケミカル重合を行うための分子設計の探索を行った。糖脂質を基幹分子骨格として初めに合成したジアセチレンモノマーはジアセチレン骨格が糖脂質の糖骨格に隣接した構造を有している。この分子に対してアミノ酸イオン液体を混合したところ、双連続キュービック相の発現を確認できた。これによって親イオン性ドメイン中が形成する三次元ジャイロイド界面に沿ってジアセチレン骨格を配列することに成功した。しかし、この液晶サンプルは紫外光照射後も透明状態かつ溶媒に可溶であり、ジアセチレンの重合は進行しなかった。比較として、スメックチック液晶状態のサンプルに対して紫外光照射を試みたところ、サンプルは赤色に呈色して重合の進行が確認できた。以上の結果から微視的に湾曲したジャイロイド界面上にジアセチレン骨格が配列することに伴ってモノマー骨格間の距離や角度が重合に適さないものとなったことが考えられる。そこで、それらの距離や角度を調整するため、様々なジアセチレンモノマーを合成した。自己組織化に伴い、アルキル鎖が互い違いに配列すること、一分子中のジアセチレン骨格数を増やすことによってジアセチレン骨格の数密度が上昇すること、ベンゼン環に隣接してジアセチレン骨格を導入することでスタッキングによる配列制御が起こることをそれぞれ期待して分子設計した。これらの化合物は単独もしくはイオン液体との混合状態においてスメクチック相や双連続キュービック相などの液晶相を発現した。しかし、初めに合成した分子では重合の進行が確認されたスメクチック液晶状態を含め、どの液晶状態のサンプルにおいても重合は進行しなかった。これらの結果から、ジアセチレン骨格のジャイロイド界面上での重合の進行を実現するためにはより緻密な分子設計の探索を行う必要があることが分かった。

三次元多孔性グラフェンの創成を目指し、ジアセチレン骨格をジャイロイド界面に沿って配列させ、トポケミカル重合を行うための分子設計の探索を行った。糖脂質を基幹分子骨格として初めに合成したジアセチレンモノマーはジアセチレン骨格が糖脂質の糖骨格に隣接した構造を有している。この分子に対してアミノ酸イオン液体を混合したところ、双連続キュービック相の発現を確認できた。これによって親イオン性ドメイン中が形成する三次元ジャイロイド界面に沿ってジアセチレン骨格を配列することに成功した。しかし、この液晶サンプルは紫外光照射後も透明状態かつ溶媒に可溶であり、ジアセチレンの重合は進行しなかった。比較として、スメックチック液晶状態のサンプルに対して紫外光照射を試みたところ、サンプルは赤色に呈色して重合の進行が確認できた。以上の結果から微視的に湾曲したジャイロイド界面上にジアセチレン骨格が配列することに伴ってモノマー骨格間の距離や角度が重合に適さないものとなったことが考えられる。そこで、それらの距離や角度を調整するため、様々なジアセチレンモノマーを合成した。自己組織化に伴い、アルキル鎖が互い違いに配列すること、一分子中のジアセチレン骨格数を増やすことによってジアセチレン骨格の数密度が上昇すること、ベンゼン環に隣接してジアセチレン骨格を導入することでスタッキングによる配列制御が起こることをそれぞれ期待して分子設計した。これらの化合物は単独もしくはイオン液体との混合状態においてスメクチック相や双連続キュービック相などの液晶相を発現した。しかし、初めに合成した分子では重合の進行が確認されたスメクチック液晶状態を含め、どの液晶状態のサンプルにおいても重合は進行しなかった。これらの結果から、ジアセチレン骨格のジャイロイド界面上での重合の進行を実現するためにはより緻密な分子設計の探索を行う必要があることが分かった。