カーボンナノリングとヨウ素の複合体に電気刺激で電子伝導性と白色発光-名大

名古屋大学(名大)は6月7日、ベンゼン環を環状につなげた化合物であるカーボンナノリング分子の空間内にヨウ素を閉じ込めた複合体を合成し、この複合体に電気刺激を加えることで電子伝導性および白色発光を発現させることに成功したと発表した。

同成果は、科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業 ERATO伊丹分子ナノカーボンプロジェクト 伊丹健一郎研究総括(名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所拠点長/名古屋大学大学院理学研究科教授)、尾崎仁亮研究員(名古屋大学大学院理学研究科研究員)らの研究グループによるもので、6月6日付けのドイツ科学誌「Angewandte Chemie International Edition」に掲載された。

刺激応答性機能物質は、電圧や光といった刺激に応答して性質が変化し、その変化により特定の機能性を示す。これまでに合成された刺激応答性機能物質の多くは、刺激に応答する物質と機能性をもつ物質を、分子レベルでうまく並べることで実現されてきた。しかし、その並び方を思いどおりにコントロールするための普遍的な方法は確立されていない。

同研究グループは、刺激応答性を示す分子がナノ空間をもっていれば、その空間内に機能性分子を効率的に並べることができ、刺激応答性と機能性の両方を発現させることができると考えた。そこで今回の研究では、ナノ空間をもつ分子として、カーボンナノリング分子である[n]シクロパラフェニレン([n]CPP)を用いた。CPPは固体状態でベンゼン環数nに応じて均一なナノ空間を形成し、その空間の大きさに合う分子を取り込む性質をもっている。

まず、同研究グループは、CPPが固体状態で、電気刺激に応答して構造を変化させることを発見した。さらに、ヨウ素をCPPのナノ空間内に閉じ込めた複合体を合成したところ、電気刺激に応じて、カーボンナノリング－ヨウ素複合体([n]CPP-I)が電子伝導性および白色発光を同時に示すという刺激応答による機能発現を見いだした。[n]CPP-Iは、CPPとヨウ素をクロロホルムに溶かしたのちに乾燥させるという非常に簡単な操作により合成できるという。

今回の成果について同研究グループは、今後、この手法を応用することで、さらに多様な刺激応答性機能材料の発見につながることが期待されると説明している。