2016年06月28日

東北大、ベルト状分子の特徴を化学と数学で解明

【カテゴリー】：ファインケミカル 【関連企業・団体】：東北大学

東北大学原子分子材料科学研究機構の磯部寛之主任研究者らの研究グループは28日、ベルト状分子の持つ構造的特徴を化学的・幾何学的に解明することに成功したと発表した。 さまざまな分野で展開が期待されているカーボンナノチューブ（CNT）の場合、長さ、太さ、炭素原子の並び方などが複雑な混合物のため、化学物質としての性質・特徴が明らかにされていない。CNTと同じ構造的要素を備えたモデル分子を生み出し、その特徴を明確にしようとする研究が世界的に注目されているが、基本的なことまではまだ解明されていない。 研究グループは、まずナフタレンという芳香族分子をパネルにし、パネル数の異なる6種類のベルト状分子をつくり出した。そしてそのパネルが回転する温度や、回転に必要なエネルギーという重要な基礎的性質を明らかにした。また、6枚のナフタレンをベルト状分子とした際、室温でパネルが回転しないよう「堅い構造」が存在することが明らかとなった。今回研究のユニークな点は、構造的特徴を解き明かしたのが有機科学者と数学者の共同研究だったことにある。「芳香族分子をパネルにしたベルト状分子では、何枚のパネルのときに何種類の異なる構造が存在し得るのか」という最も根源的な問いに数学が解答を与えた。ベルト状分子の基本的性質が明らかになったことで、カーボンナノチューブの化学的特徴を明確にするための一歩が記された。 同成果は米国科学アカデミー紀要（PNAS）6月27日週号（電子版）に公開予定。