分子ナノ工学研究分野
- エネルギー利用過程研究部門 分子ナノ工学研究分野
- 教授：坂口 浩司 准教授：小島 崇寛 助教：信末 俊平
原子や分子を組み立て、高い機能や効率を持つエネルギー材料を作る究極の物つくりの科学技術、ナノサイエンス・テクノロジーの研究を行っています。
分子ナノサイエンス・テクノロジーの研究
原子や分子を積み木の様に組み立て、これまでにない機能や効率を持つ材料を作る究極の"ものつくり"の科学技術がナノサイエンス・ナノテクノロジーです。ナノテクノロジーを用いた新材料を用いれば、従来に無い高い効率を持つトランジスタ、太陽電池、蓄電デバイス、光触媒などが可能になり、エネルギー関連分野への大きな波及効果が期待されています。本研究分野では、ナノサイエンス・テクノロジーを使い、基板表面上で原料有機分子を反応させて組み立て、従来に無い新材料を開発します。また、開発した材料を使って、様々なデバイスを作成し、高効率エネルギー利用を目指した研究を行います。具体的には、本分野で開発された、光エネルギー変換に用いられる炭素から組み立てられた材料である"分子細線"を金属表面上に１分子レベルで組み上げる技術、"電気化学エピタキシャル重合"や"ラジカル重合型化学気相成長法"を用いて従来に無い分子細線材料を開発します。分子細線の原料に用いる有機分子や、特徴ある構造と機能を有する分子素子として機能する多環式芳香族炭化水素の合成法・機能創出を行います。更にこの技術を用いて作られた新材料による電界効果トランジスタ、太陽電池、蓄電素子、発光素子、触媒などのデバイス応用を行います。
導電性高分子の１分子細線
- 開発した電気化学エピタキシャル重合により金属表面上に組み立てられた電気を流すプラスチック'導電性高分子'の１分子細線。
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極細炭素細線の高効率合成
- 開発したラジカル重合型化学気相成長法によりボトムアップ表面合成した"極細"グラフェンナノリボン。
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生物模倣した新触媒反応を用いる機能性炭素細線合成
- 設計したZ 型前駆体のキラル変形、自己組織化、ホモキラル重合、脱水素縮環によりGNR の合成に成功した。
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金属表面で分子を曲げて骨格を変える新・有機合成法
- 設計したバネ型分子の歪みエネルギーを利用して超伝導などに用いられる機能性構造であるフルバレン骨格変換に成功した。
