有限長ユニットの重合による一義構造単層カーボンナノチューブのボトムアップ化学合成

通过有限长度单元聚合自下而上化学合成独特结构的单壁碳纳米管

• 批准号: 15K05410
• 负责人: 一杉 俊平
• 金额: $ 3.16万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-01 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15K05410/
• 关键词: カーボンナノチューブ; ボトムアップ合成; ナノカーボン; フラーレン; ピーポッド; 超分子

本申請課題は，申請者らがこれまでに合成を達成している有限長ナノチューブ分子を構築単位として線形に集積することにより，長鎖カーボンナノチューブの初めてのボトムアップ化学合成を目指すものである．化学合成を用いることにより，構造が一義的に定まったカーボンナノチューブが構築可能であると考えられる．また，これに加え，合成手法を検討することにより，より複雑な構造を持つカーボンナノチューブの合成を目指す．さらに，得られたナノチューブの物性を評価し，合成した新たな物質群の機能性を探索し，材料科学への展開の基盤を作る．研究２年目の本年は，構築単位としての官能基を有する有限長カーボンナノチューブ分子の大量合成法の検討と，構築単位を用いたチューブ方向への伸長反応を試みた．種々検討を行ったものの，構築単位の合成法の十分な効率化に至らず，伸長反応による生成物の分析や反応効率の議論が可能なデータの収集に至っていない．反応検討や分析のためには構築単位の合成効率向上が必要である．また，本課題に関連する研究成果として，欠損構造をもつ，より複雑なナノカーボン類の構築単位となりうるチューブ状分子の合成を達成した．既存のトップダウン的は合成手法では，欠損構造をコントロールしたカーボンナノチューブを作り出すことは不可能である．この分子の合成は理論研究から材料としての有望性が予測されているものの，実際の合成は困難とされている周期的欠損構造を有するカーボンナノチューブの合成につながる成果であると考えられる．

该应用旨在通过线性积累有限的纳米管分子作为申请人实现合成的有限纳米管分子来实现长链碳纳米管的首次自下而上的化学合成。通过使用化学合成，可以认为可以构建具有明确结构的碳纳米管。此外，通过检查合成方法，我们旨在合成具有更复杂结构的碳纳米管。此外，评估了所获得的纳米管的物理特性，并探索了新合成材料的功能，从而为材料科学开发的基础创造了基础。今年是研究的第二年，我们研究了一种具有官能团作为建筑单元的有限碳纳米管分子的质量合成方法，并试图使用施工单元扩展管道方向。尽管已经进行了各种研究，但是用于构建单位的合成方法尚未足够有效，并且尚未收集数据，该方法可以通过扩展反应和讨论反应效率来分析产品。为了研究和分析反应，有必要提高构造单元合成的效率。此外，与该主题相关的研究结果是通过合成具有缺陷结构的纳米碳结构更复杂的肾小管分子的合成来实现的。现有的自上而下的合成方法无法产生控制有缺陷结构的碳纳米管。尽管理论研究已经预测了有希望的潜力作为材料，但被认为是导致具有周期性缺陷结构的碳纳米管合成的结果，被认为很难实际合成。

项目成果

Modulation of Energy Conversion Processes in Carbonaceous Molecular Bearings

• DOI: 10.1002/asia.201500673
• 发表时间: 2015-11-01
• 期刊: CHEMISTRY-AN ASIAN JOURNAL
• 影响因子: 4.1
• 作者: Hitosugi, Shunpei;Ohkubo, Kei;Isobe, Hiroyuki
• 通讯作者: Isobe, Hiroyuki

ナノカーボン分子ベアリングのエネルギー転換過程の調整

调整纳米碳分子轴承的能量转换过程

• 发表时间: 2015
• 作者: Shunpei Hitosugi;Kei Ohkubo;Yuki Kawashima;Taisuke Matsuno;Sho Kamata;Kosuke Nakamura;Hirohiko Kono;Sota Sato;Shunichi Fukuzumi;Hiroyuki Isobe;一杉俊平，大久保 敬，川島雄樹，松野太輔，鎌田翔，中村公亮，河野裕彦，佐藤宗太，福住俊一，磯部寛之
• 通讯作者: 一杉俊平，大久保 敬，川島雄樹，松野太輔，鎌田翔，中村公亮，河野裕彦，佐藤宗太，福住俊一，磯部寛之