3次元グラフェン造形のキープロセスを解明 6員環のエッジに5員環や7員環が組み込まれてジッピング

2023年8月21日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇多元物质科学研究所　助教　吉井丈晴
材料科学高等研究所　教授　西原洋知

【発表のポイント】

2次元平面状のグラフェンを3次元化するためのキープロセスである、衣服のジッパー（チャック）を缔めるような现象のジッピング反応によるグラフェン修復の机构を解明しました。
先端计测と理论计算の融合により、ジッピング反応によって6员环で构成する平面状のグラフェンを3次元の立体的に造形するために必须である5员环や7员环を导入可能であることを明らかにしました。
本研究は3次元グラフェン材料の合成ルートを确立するものであり、自在な3次元グラフェン造形への展开が期待されます。

【概要】

グラフェン^（注1）は軽くて强い上に、热?电気伝导性が高いといったユニークな特徴を併せ持っていますが、原子の厚みしかもたない2次元构造であり、电子デバイスなどの2次元的な用途に限定されてきました。蓄电デバイスなどへの応用には、グラフェンを积层させることなく3次元の立体的构造にすることが必须です。しかしながら、グラフェンを自在に3次元造形することは困难でした。

东北大学、群马大学、信州大学、九州大学、高エネルギー加速器研究机构の研究チームは、実験と理论の両轮により、3次元グラフェン造形のためのキープロセスである「ジッピング反応」によるグラフェン修復の机构を解明しました。グラフェンの3次元化に必须である炭素5员环や7员环がジッピング反応と同时に导入されることを见出し、3次元グラフェン造形のための新たな合成ルートが确立されました。

本研究成果は2023年8月1日付けで、科学誌Chemical Scienceに掲載されました。