大環状芳香族分子の自己組織化によるナノ細孔性固体の構築
【研究分野】ナノ構造化学
【研究キーワード】
自己組織化 / 大環状芳香族化合物 / アルカリ金属 / リチウムイオン電池 / リチウム電池
【研究成果の概要】
新しい芳香族有機分子ユニットを採用し，その環状化反応を行うことで新規大環状芳香族分子を多数合成でき，機能探索に必要な大量合成の経路も見出した．結晶化をスクリーニング探索した結果，中央部の空孔が1次元配列したチャンネル構造を持つ結晶性粉体を調製できた．さらに，結晶化溶媒分子を除去してもその細孔構造は維持できることを見出した．単結晶X線構造解析するとともに，機能探索を行う粉体状態でも粉末X線解析により精密な分子充填構造を明らかにした．1次元空孔に固有な機能を探索する中で，不活性ガスや揮発性有機溶媒を吸着すること，また電池電極材料として利用できることがわかってきた.
【研究の社会的意義】
ナノカーボン材料を分子性物質として模した大環状芳香族分子の研究は学術的に近年盛んであり，本研究成果は新規分子の効率的合成の開発のみならず，分子配列を制御することで独特な1次元空孔に固有な機能解明を通じて当該学術分野に意義ある知見を与えた．あくまで精密構造解析と固有機能との明確な相関づけにこだわることで，分子レベルで理解できる基礎的・基盤的研究を展開できたと考えている．また，軽元素のみから構成される有機分子でできた細孔性粉体という新しい材料を生み出し，その吸着や電極機能を見出せたことから，将来の産業利用の萌芽としての社会的意義も大きい．
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【配分額】4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)