MIT Tech Review: ベンゼン環1個分の幅の最細グラフェンを合成＝東大

フラッシュ2023年5月15日

ベンゼン環1個分の幅の最細グラフェンを合成＝東大
by MITテクノロジーレビュー編集部 [MIT Technology Review Japan]

東京大学の研究チームは、分子で作ったナノサイズの空間を利用することで、無数のベンゼン環が直線状に連結したポリアセンの合成に、初めて成功した。ベンゼン環が直線状につながった構造をもつアセン類は、ベンゼン環の数が増えるにつれて電子が広範囲にわたって移動しやすくなるため、優れた導電性・発光・磁気特性を示す。そのため、近年、有機エレクトロニクスやスピントロニクスの分野で大きな注目を集めている。

ポリアセンを合成するに当たり、研究チームは今回、金属イオンとそれをつなぐ有機物からなり、規則的なナノサイズの空間を有する多孔性金属錯体（MOF）に着目した。1次元状の空間をもつMOF内に、ポリアセンの原料となるモノマーを導入し、連結反応させることで、ポリアセンの前駆体となる高分子を合成。続いて、得られた複合体を塩基で処理して、MOF骨格のみを選択的に除去することで前駆体高分子を単離し、その後、加熱処理を施してポリアセンへと変換した。

合成したポリアセンの構造を各種分光学的手法によって詳細に解析したところ、長いものではベンゼン環が数十個以上繋がっていることがわかった（平均個数は19）。ベンゼン環が直線状に連結したアセンは、環の個数が増えるに従って光電子機能が向上するが、既存技術ではベンゼン環12個までのものしか合成できなかった。最も細いグラフェン（炭素原子が六角形の格子状に連なった、原子一層からなる二次元シート）とみなせるポリアセンを合成できたことで、今後、物性解明やさまざまな光電子デバイスへの応用が期待される。

研究成果はネイチャー・シンセシス（Nature Synthesis）に、2023年5月4日付けで掲載された。

（中條）
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