Interlocking of Carbon Nanotubes by Nanoring for Structural Separation and Property Modification

通过纳米环联锁碳纳米管进行结构分离和性能改性

基本信息

批准号：
17F17034
负责人：
小松直樹
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-07-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ピレン、ポルフィリン、および、それらを含む分子ピンセット、分子ノギスなどの各種ホスト分子と単層カーボンナノチューブ（SWCNTs）との錯形成定数（K）を決定することに成功した。具体的には、ピレンでは K = ~10 であったのが、モノポルフィリンではその100 倍以上に大きくなり、ピレン分子ピンセットはそれらとほぼ同じ、ポルフィリン分子ピンセットでは、それらより 10 倍以上大きい 100000 に近い値が得られた。さらにピレン分子ノギスでは、これとほぼ同じ値が得られ、ポルフィリン分子ノギスでは、ピレン分子ノギスに比べ 2 ~ 10 倍の K が得られた。以上の結果から、まず、分子の形状によるK の大小を比較すると、分子ノギス > 分子ピンセット > モノマーという序列となった。これは、ホスト分子と SWCNTs との相互作用し得る箇所が多い順であり、エンタルピーの観点から理解できる。一方、ホスト分子の構成要素を比較するとポルフィリン > ピレンとなる。ポルフィリンはピレンより大きく、より柔軟性に富むことから、ポルフィリンはピレンより、SWCNT との接触面積が広く、やはりエンタルピー的に錯体がより安定化すると考えられる。以上、ホスト分子の構造と構成要素と錯体の安定性との相関を定量的に知ることができ、今後のホスト分子の設計における指針となりえる貴重な成果が得られた。この成果は、ごく最近、学術誌 Journal of Porphyrins and Phthalocyanines に発表された。

我们成功确定了单壁碳纳米管（SWCNT）与各种主体分子（例如芘、卟啉）以及含有它们的分子镊子和卡尺之间的络合物形成常数（K）。具体来说，对于芘，K = ~10，但对于单卟啉，它大了100多倍，对于芘分子镊子，它几乎相同，而对于卟啉分子镊子，它比它们大10多倍，为100000。关闭值已获得。此外，芘分子测径器获得了几乎相同的值，并且卟啉分子测径器获得了比芘分子测径器高2至10倍的K。从以上结果来看，首先，当比较 K 的大小取决于分子形状时，顺序是分子卡尺 > 分子镊子 > 单体。这是主体分子和单壁碳纳米管之间可能的相互作用数量增加的顺序，可以从焓的角度来理解。另一方面，当比较主体分子的构成元素时，卟啉>芘。由于卟啉比芘更大、更柔韧，因此认为卟啉与SWCNT的接触面积比芘更大，这也使得该配合物的焓更加稳定。如上所述，我们能够定量地了解主体分子的结构、其组成元素和复合物稳定性之间的相关性，并获得了有价值的结果，可以为未来主体分子设计提供指导。研究结果最近发表在《卟啉和酞菁杂志》杂志上。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Universite de Bourgogne(フランス)

勃艮第大学（法国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Wuhan Institute of Technology(中国)

武汉工程大学（中国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Efficient Production of Single-Walled Carbon Nanotube Aqueous Dispersion using Hexahydroxytriphenylene as a Dispersant

使用六羟基苯并菲作为分散剂高效生产单壁碳纳米管水分散体

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Gang Liu;Alejandro Lopez-Moreno;Naoki Komatsu
通讯作者：
Naoki Komatsu

Efficient Production of Single-Walled Carbon Nanotube Aqueous Dispersion Using Hexahydroxytriphenylene as a Dispersant and Stabilizer

使用六羟基苯并菲作为分散剂和稳定剂高效生产单壁碳纳米管水分散体

DOI：
10.1002/slct.201800473
发表时间：
2018-06
期刊：
ChemistrySelect
影响因子：
2.1
作者：
Gang Liu;Neng Liu;Alej;ro Lo´ pez-Moreno;Ping Zhao;Wubin Dai;Shengwei Shi;Naoki Komatsu
通讯作者：
Naoki Komatsu

Determination of association constants of pyrene- and porphyrin-based nanotweezers and nanocalipers with SWNTs

测定基于芘和卟啉的纳米镊子和纳米卡尺与单壁碳纳米管的缔合常数