東京大學的研發小組化學合成了帶有週期性空孔的奈米碳管（週期孔奈米管pNT）。透過自主改進芳香族化合物的耦合反應加以利用，將40個苯成功連接成筒狀。此次的研究製作了長度和粗細均爲2奈米左右的奈米管。預計長度和粗細今後也可自由設計。
研發小組還在週期孔奈米管pNT的筒内，成功放入了多個橢圓狀分子C70富勒烯類。另外透過理論研究發現，由於存在週期性空孔，奈米管的電子性質發生了巨大變化。以往的奈米碳管長度和粗細不一致，但週期孔奈米管pNT是長度和粗細等分子結構明確且一致的「分子性物質」，這將爲碳材料的應用研究做出貢獻。
此次的研究成果已於2019年1月11日發佈在國際學術雜誌《科學》（Science）上。
圖1：具有週期性空孔的奈米碳管（週期孔奈米管pNT）的分子結構（晶體結構的側視圖）
圖2：具有週期性空孔的奈米碳管（週期孔奈米管pNT）的分子結構（晶體結構的底視圖）
圖3：週期孔奈米管pNT的合成法概略。利用3種芳香族化合物的耦合反應。
圖4：週期孔奈米管pNT的尺寸。nm爲奈米。
圖5：放入富勒烯類C70的週期孔奈米管pNT的晶體結構。週期孔奈米管pNT分子形成筒狀並結晶，產生較大的縫隙。由此發現，不僅是筒内，還能將富勒烯類C70放入筒外。
圖6：放入富勒烯類C70的週期孔奈米管pNT的晶體結構。本圖僅顯示筒内的富勒烯類C70。結構類似於豌豆角（peapod）。
圖7：對週期孔奈米管pNT進行了加長的物質的理論預測圖。透過量子力學計算預測這種物質爲半導體。紅色部分是此次研究合成的分子，其他部分是理論上延長的部分。設想利用聚合物合成法等，在不久的將來，包括延長部分在内，可以化學合成更長的pNT奈米管。
文 JST客觀日本編輯部
日文發佈全文 [網路位址]
