3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターの励起状態解明及び光機能性探索

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申請者のグループはこれまでに3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターの開発に取り組んできた。本研究では、3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターと同一励起状態を有すると考えられる誘導体を合成し、それらの光学スペクトルを調べることにより、3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターの励起状態を解明するとともに光機能性を探索することを研究目的とする。本年度には3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターの励起状態を解明することに重点を置き、3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターの構成単位分子と考えられるC_<60>のHexa-Pyrrolidine誘導体を合成し、それらの吸収スペクトルと3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターのそれを実験的に比較した。具体的には、Pyrrolidine反応基がついた誘導体を色々な条件で合成し、ついた反応基の数と吸収スペクトルを測定し、3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターのそれと比較し、励起状態を調べた。その結果、誘導体の反応時間やdimethylglycineの量の制御により、ついたPyrrolidne反応基の数が制御できることがわかった。また、ついた反応基の数が5以下では、吸収スペクトルは1次元や2次元の共有結合ネットワークを持つC_<60>関連ポリマーとほぼ同様であるのに対し、ついた反応基の数が6の場合は、3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターのそれと同様なエネルギー領域に現れることが判った。この結果は、3次元の共有結合ネットワークを有する新規炭素ナノクラスターの励起状態の起源が主に構成単位分子の励起状態に関係することを示唆するものである。