カーボンナノリングを母骨格とするジチオレン金属錯体ナノチューブの創製

当該研究課題と密接に関連した研究として，水と有機溶媒との界面あるいは水と気体の界面を反応場として用いる液相界面合成法により、炭素―炭素共有結合でつながれたπ共役有機ナノシート、グラフィジインを合成し，その構造について研究を行った。去年度は液液界面を駆使し，平滑な表面を持った結晶性グラフィジイン多層膜の合成に成功した。本年度は水と気体の界面（気液界面）を利用し，さらに薄い結晶性グラフィジインナノシートの合成に挑戦した。銅(II)・ピリジン錯体（エチニル基二量化触媒）水溶液の上にヘキサエチニルベンゼン（HEB, モノマー）のトルエン/ジクロロメタン混合溶液を極少量散布する。有機溶媒が蒸散したのち、気液界面にてカップリング反応が進行し、ナノシートが水面上に生成する。この手法により、単結晶とみられる六角形の薄膜が合成された。得られた六角形ナノシートの厚みは3 nmで，これは世界最薄となる。また，上記の触媒的カップリングによる液相界面でのナノシート合成をさらに展開し、トリフェニレンを主骨格内に組み込んだ炭素―炭素結合性π共役ナノシートを合成した。o-ジクロロベンゼンとエチレングリコールの液液界面を利用し、ジイン結合形成に基づくπ共役炭化水素薄膜の合成に成功した。X線光電子分光により薄膜内に銅触媒が残存していないことを明らかにし、ラマン分光によりジイン結合が形成していることが確かめられている。また、電子顕微鏡および原子間力顕微鏡によって薄膜が平滑なシート構造を有することも明らかとされた。

当該研究課題と密接に関連した研究として，水と有機溶媒との界面あるいは水と気体の界面を反応場として用いる液相界面合成法により、炭素―炭素共有結合でつながれたπ共役有機ナノシート、グラフィジインを合成し，その構造について研究を行った。去年度は液液界面を駆使し，平滑な表面を持った結晶性グラフィジイン多層膜の合成に成功した。本年度は水と気体の界面（気液界面）を利用し，さらに薄い結晶性グラフィジインナノシートの合成に挑戦した。銅(II)・ピリジン錯体（エチニル基二量化触媒）水溶液の上にヘキサエチニルベンゼン（HEB, モノマー）のトルエン/ジクロロメタン混合溶液を極少量散布する。有機溶媒が蒸散したのち、気液界面にてカップリング反応が進行し、ナノシートが水面上に生成する。この手法により、単結晶とみられる六角形の薄膜が合成された。得られた六角形ナノシートの厚みは3 nmで，これは世界最薄となる。また，上記の触媒的カップリングによる液相界面でのナノシート合成をさらに展開し、トリフェニレンを主骨格内に組み込んだ炭素―炭素結合性π共役ナノシートを合成した。o-ジクロロベンゼンとエチレングリコールの液液界面を利用し、ジイン結合形成に基づくπ共役炭化水素薄膜の合成に成功した。X線光電子分光により薄膜内に銅触媒が残存していないことを明らかにし、ラマン分光によりジイン結合が形成していることが確かめられている。また、電子顕微鏡および原子間力顕微鏡によって薄膜が平滑なシート構造を有することも明らかとされた。