新しいナノチューブ登場：ベンゼンを連結 ?構造の自在設計と特質制御を可能とする周期孔ナノチューブpNTの化学合成?

新しいナノチューブ登場：ベンゼンを連結　?構造の自在設計と特質制御を可能とする周期孔ナノチューブpNTの化学合成?

2019年1月11日 09:00 | プレスリリース?研究成果

【発表のポイント】

周期的に孔の空いたナノチューブ（周期孔ナノチューブpNT）を化学合成しました。
６角形の「ベンゼン」を繋ぎ合わせる「カップリング反応」を３種類活用することで、効率的な合成方法を確立しました。
長さ?太さが明確で一義的な筒状分子であり、工業的な化学合成も容易となると想定されることから、今後、材料科学分野などでの応用が期待されます。

【発表概要】

東京大学大学院理学系研究科の磯部寛之教授（JST ERATO磯部縮退π集積プロジェクト研究総括）の研究グループは、周期的に孔の空いたカーボンナノチューブ（周期孔ナノチューブpNT）の化学合成に成功しました。芳香族カップリング反応（注１）を、独自の工夫を凝らして活用することで、ベンゼンを40個、筒状に繋げることに成功したものです。今回の研究では、長さと太さが、ともにおおよそ2ナノメートルのナノチューブを誕生させました。長さや太さは、今後、自在に設計可能となると見込まれます。本研究グループは、周期孔ナノチューブpNTの筒のなかに、楕円球状分子C70フラーレンを複数取り込ませることにも成功しています。さらに、理論研究により、周期孔があることで、ナノチューブの電子的性質が大きく変わっていることを見いだしました。これまでのカーボンナノチューブは、長さや太さがふぞろいでしたが、周期孔ナノチューブpNTは長さ?太さといった分子構造が明確で一義的な「分子性物質（注２）」であることから、今後、炭素材料の応用研究に貢献するものと期待されます。

本研究成果は、国際学術雑誌「Science」に2019年1月11日に掲載されました。

【用語解説】

注１：芳香族カップリング反応

２つの分子を結合させる反応がカップリング反応と呼ばれる。特に、ベンゼンなどの芳香族分子同士を結合させる反応は、芳香族カップリング反応と称される。

注２：分子性物質

同一の構造を持つ単種の分子からなる物質が分子性物質（Molecular Entity）と呼ばれる。一方、異なる構造を持つ分子の混合物は化学種（Chemical Species）と呼ばれる。