２次元共役高分子を巻き上げる ―世界最高レベルのプロトン伝導性を示すチューブ状COFの合成に成功―
分子工学専攻 Li Zhuowei氏（博士課程３年）・Paitandi Rajendra氏（日本学術振興会研究員）・筒井 祐介助教・松田 若菜氏（博士研究員）・信岡 正樹氏（博士課程３年）・Chen Bin氏（博士課程３年）・鈴木 克明助教・梶 弘典教授・Samrat Ghosh氏（日本学術振興会研究員）・田中 隆行准教授・須田 理行准教授・関 修平教授は、物質エネルギー化学専攻 Zhu Tong准教授・陰山 洋教授、名古屋大学大学院工学研究科有機・高分子化学専攻 三宅 由寛准教授（現兵庫県立大学教授）・忍久保 洋教授、横浜市立大学大学院生命ナノシステム科学研究科 高木 牧人特任助教・島崎 智実准教授・立川 仁典教授、東京科学大学 安藤 康伸准教授、および東京大学 江崎 貴裕講師と共同で、２次元共役高分子である共有結合性有機構造体（COF）を巻き上げて、１次元構造を有するナノチューブを創り出すことに成功しました。また、この構造体が世界最高レベルの高いプロトン伝導性を示すことも明らかにしました。
本研究では、ピレンユニットの２つの炭素原子を窒素原子で置換したジアザピレンを構成単位として繰り返したシート状のCOFが液液界面において自発的に巻き上がることで、１次元チューブ状構造が得られることを発見しました。逆に、得られたチューブ状構造の分散液に超音波を照射すると、チューブ構造が巻き戻ってシートに戻ることも確認しました。さらに、電気化学インピーダンススペクトル測定によりプロトンの伝導特性を評価したところ、s = 1.98 Scm-1（単位の読み方はジーメンス毎センチメートル）という世界最高レベルのプロトン伝導性を示しました。
本研究成果は、2025年4月16日（現地時間）以降に、米国の国際学術誌「Proceedings of National Academy of Sciences（米国科学アカデミー紀要）」に掲載されます。
研究詳細
２次元共役高分子を巻き上げる―世界最高レベルのプロトン伝導性を示すチューブ状COFの合成に成功―
研究者情報
- 筒井 祐介 京都大学教育研究活動データベース
- 鈴木 克明 京都大学教育研究活動データベース
- 梶 弘典 京都大学教育研究活動データベース
- 田中 隆行 京都大学教育研究活動データベース
- 須田 理行 京都大学教育研究活動データベース
- 関 修平 京都大学教育研究活動データベース
- Zhu Tong research map
- 陰山 洋 京都大学教育研究活動データベース
書誌情報
| タイトル |
Rolling Two-Dimensional Covalent Organic Framework (COF) Sheets into One-Dimensional Electronic and Proton Conductive Nanotubes（２次元COFシートを巻き上げて１次元電子伝導性・プロトン伝導性ナノチューブ構造へ） |
|---|---|
| 著者 |
Zhuowei Li, Rajendra Prasad Paitandi, Yusuke Tsutsui, Wakana Matsuda, Masaki Nobuoka, Bin Chen, Samrat Ghosh, Takayuki Tanaka, Masayuki Suda, Tong Zhu, Hiroshi Kageyama, Yoshihiro Miyake, Hiroshi Shinokubo, Makito Takagi, Tomomi Shimasaki, Masanori Tachikawa, Katsuaki Suzuki, Hironori Kaji, Yasunobu Ando, Takahiro Ezaki, and Shu Seki |
| 掲載誌 |
Proceedings of National Academy of Science |
| DOI | |
| KURENAI | ー |