Brand-new nanoporous materials with a liquid-crystal transition point at room temperature for on-site gas supply systems

本研究では新奇機能性材料である流動性ナノカーボンを、①『分子ナノカーボンを骨格に有するイオン液体の合成』により達成する。そして、②基礎物性を評価（融点、ガス吸着能、光学特性等）し、独自の手法である③3次元液体構造解析により機能性を分子レベルで明らかにする。さらに最終目標として、④流動性ナノカーボンの相転移現象を能動的に利用することで初めて可能となる、省エネルギーなオンサイトガス分離・貯蔵システムを開発する。1年目の本年度は、特に①と②に注力し、研究を行った。①分子ナノカーボンを骨格に含むイオン液体の合成（担当:二村、関口）アントラセンを骨格中に含むイオン液体の合成を行った。ウルマンカップリング反応を含む3段階の合成法により、トータル収率7％にて目的の化合物を得ることができた。今後、収率の向上を試みる。目的の化合物は室温で液体として得られ、π共役系特有の蛍光発光を示すイオン液体であることを確認した。本手法はアントラセン以外にも、より大きなπ共役系分子を骨格に含むイオン液体に対しても展開可能であり、今後ピレンやテルフェニル、カーボンナノリングなどを用いて検討を行う。②流動性ナノカーボンの基礎物性評価（担当:二村）合成によって得たアントラセンを骨格に含むイオン液体についてDSC測定を行い、相転移挙動を確認した。DSC測定により合成物の融点は70℃付近に存在するが、融解後は室温でも数か月以上の間安定に液体として存在するイオン液体であることが確認できた。この知見は、流動性ナノカーボンの有する液体-結晶相転移に対する非常に重要な知見である。今後は陰イオンの種類を変更することでより低融点を持つ流動性ナノカーボンの合成や、そのガス吸着能について詳細に検討を行う。

本研究では新奇機能性材料である流動性ナノカーボンを、①『分子ナノカーボンを骨格に有するイオン液体の合成』により達成する。そして、②基礎物性を評価（融点、ガス吸着能、光学特性等）し、独自の手法である③3次元液体構造解析により機能性を分子レベルで明らかにする。さらに最終目標として、④流動性ナノカーボンの相転移現象を能動的に利用することで初めて可能となる、省エネルギーなオンサイトガス分離・貯蔵システムを開発する。1年目の本年度は、特に①と②に注力し、研究を行った。①分子ナノカーボンを骨格に含むイオン液体の合成（担当:二村、関口）アントラセンを骨格中に含むイオン液体の合成を行った。ウルマンカップリング反応を含む3段階の合成法により、トータル収率7％にて目的の化合物を得ることができた。今後、収率の向上を試みる。目的の化合物は室温で液体として得られ、π共役系特有の蛍光発光を示すイオン液体であることを確認した。本手法はアントラセン以外にも、より大きなπ共役系分子を骨格に含むイオン液体に対しても展開可能であり、今後ピレンやテルフェニル、カーボンナノリングなどを用いて検討を行う。②流動性ナノカーボンの基礎物性評価（担当:二村）合成によって得たアントラセンを骨格に含むイオン液体についてDSC測定を行い、相転移挙動を確認した。DSC測定により合成物の融点は70℃付近に存在するが、融解後は室温でも数か月以上の間安定に液体として存在するイオン液体であることが確認できた。この知見は、流動性ナノカーボンの有する液体-結晶相転移に対する非常に重要な知見である。今後は陰イオンの種類を変更することでより低融点を持つ流動性ナノカーボンの合成や、そのガス吸着能について詳細に検討を行う。