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東大、幅がベンゼン環1個分のグラフェン「ポリアセン」の合成に成功

東京大学(東大)は5月9日、ベンゼン環が直線状に連結した構造を持つアセン類において、規則的なナノサイズの空間を有する「多孔性金属錯体」(MOF)を利用することで、長いものでは数十個、平均して19個を連結させ、理論上の存在だった「ポリアセン」を合成することに成功したと発表した。

アセン類の歴史は、1912年に5個のベンゼン環が直線上に並んだ「ペンタセン分子」が合成されたことで始まった。しかしアセンは、長くなると溶解性や安定性が大きく低下するため、合成がより困難になっていく。現在最長のアセンは、2020年に報告されたベンゼン環12個からなる「ドデカセン」であるが、従来法でこれ以上長いアセンを実現するには限界が迫っていた。そこで研究チームは今回、金属イオンとそれをつなぐ有機物からなり、規則的なナノサイズの空間を有するMOFに着目し、ポリアセンを合成するための新手法の開発を試みたという。

研究チームではこれまで、MOFのナノ細孔を反応場とすることで、高分子やナノカーボン材料の制御合成に成功していた。そこで今回はまず、一次元状の空間を持つMOF内に、ポリアセンの原料となるモノマーを導入し連結反応を行うことで、ポリアセンの前駆体となる高分子を合成することにしたとする。