周期的に孔の空いたナノチューブ（周期孔ナノチューブpNT）の化学合成に成功しました．40枚のベンゼン環を連結し， 240個ものπ電子をもつ筒状分子を設計・合成したものです．pNTは，結晶固体中，複数のフラーレンC70を，取り込みました．
新しい水素結合「CH-π水素結合」だけをつかって，ボウルと筒からなる分子ベアリングを組み上げました．円筒のなかの水素結合が切断と再結合をくりかえすことで，ボウル状回転子が一つの軸周りで回転しました．運動の方向を制御したナノサイズの超分子機械の誕生です．
２８枚のベンゼン環を七角形と六角形に組み上げ，鞍（くら）型のナノ分子を設計・合成しました．鞍型構造は柔らかで，そこにエイが泳ぐ際のヒレの動きのような，うねるような動きが見つかりました．さらに，ナノサイズの分子には基本的なことにさえ，新しい発見が隠されていることを示す成果です．
分子の世界の運動は，「行ったり来たり」の「ブラウン運動」となることが知られています．ところが，筒状分子の中に球状分子を強固に捕まえたナノサイズの分子ベアリングのなかで，「慣性回転」という連続的で滑らかな回転運動が存在することが発見されました．超分子の世界に摩擦のない滑らかな回転運動という不思議な運動が存在することを示す成果です．
剛直な筒状構造をもつ分子が二重らせんを形成することを見いだしました．興味深いことに，右巻きのらせん構造をもった筒状分子は，左巻きの二重らせんを形成し，左巻きのらせん構造をもった筒状分子は，右巻きの二重らせんを形成しました．さらに筒状分子は，有機分子として史上最強となる強度の偏りをもった円偏光を発光しました．
２０枚のベンゼン環を五角形と六角形に組み合わせボウル状の分子を設計・合成しました．ベンゼンが形づくる多角形がナノカーボンの「孔」を模すことで，笊のような構造をしたナノカーボン分子が登場しました．さらに，この笊状分子は凹凸を重ねるように積み重なり，二量体を形成しました．湾曲構造を有するナノカーボン分子の新しい姿が見つかった研究です．
ダンベル状炭素分子を，二つの筒状分子内に配した「二輪型分子ベアリング」をつくり出しました．さらにその組み上げの際，筒状分子が，二つめに組み合わさる相手を自ら選ぶという「自己選別」現象が観測されました．筒状分子は，炭素と水素のみからできており，このような単純な化学組成でも複雑な分子認識が実現できることを明示した結果です．
カーボンナノチューブの部分構造となるベルト状分子の「堅さ」「柔らかさ」を解き明かしました．数学との連携により基礎となる構造化学の定式化，スペクトル分析による定量化を行ったものです．多くの研究者が挑んでいるベルト状分子の構造化学の発展に，基盤的知見を提供することと期待されます．
炭素と水素を大環状分子に仕立て，「穴あきグラフェン分子」とも言える分子材料を設計・合成しました．この新分子材料は，従来の黒鉛電極を凌駕する高容量を実現し，充放電可能な全固体リチウム電池の負極材料に適していることを見いだしました．「穴」の設計により電極材料の開発が可能となることを期待させる成果です．
「電子を運ぶ，正孔を運ぶ，電子と正孔を再結合させる，発光材に発光エネルギーを満たす，光る」．たった一つでこれら全ての機能を薄膜デバイス内で成し遂げられる分子を開発しました．それも炭素と水素のみからなる分子です．有機電子材料の設計を根底から単純化した成果であり，これから大きな潮流をなすことが期待されます．
有限長カーボンナノチューブ分子の内部にフラーレン分子が取り込まれた超分子錯体（ピーポッド）の固体中分子構造を捉え，変曲点のない滑らかな極めて特徴的な曲面が存在することを明らかにしました．固体中でも内部のフラーレンが「くるくる」と回る要因であると考えられます．
有限の長さを持つカーボンナノチューブの長さの幾何学的指標（ものさし）を提案しました．一義的な分子構造をもつチューブ状炭素分子の長さを比較できるようにしたものです．さらにWeb上の「アプレット」を作製し，誰でも簡単に長さを測ることができるようにしています．
ジグザグ型カーボンナノチューブの、ボトムアップ化学合成に世界で初めて成功しました。2011年10月に発表した「らせん型」「アームチェア型」の有限長カーボンナノチューブに続き、最後に残っていた「ジグザグ型」有限長カーボンナノチューブのボトムアップ化学合成に成功したものです。
顔料を原料とした有限長カーボンナノチューブ分子の製造法を開発しました。らせん型選択的合成法およびらせん型・アームチェア型の混合合成法の二種の手法の開発により、大量工業生産されている有機顔料を有限長カーボンナノチューブ分子へと変換する新製造法の開発に至ったものです。
独自に化学合成した有限長カーボンナノチューブに、化学修飾したフラーレンを詰め込むことで、世界最小のカーボンナノチューブベアリングをつくりだしました。ボトムアップ化学合成により精密な分子構造設計を実現し、それによりカーボンナノチューブベアリングを従前の分子1 個の観察の世界から、モル量という分子1023 個の量産型の世界にまで引き上げました。
右巻・左巻らせん型カーボンナノチューブ最短構造のボトムアップ化学合成に、世界で初めて成功しました。有機合成化学を駆使した手法により、6種類の最短カーボンナノチューブを合成し、それぞれの分離、完全構造決定に成功したものです。
構造化学を基盤に豊富なπ電子系を空間配置・集積した機能性固体を設計することで新機能有機材料の開発を行い、「ポスト・ナノカーボン」に向けた革新的分子技術の創成を目指します。
- 2020/3/31
- JST ERATO磯部縮退π集積プロジェクトは2019年度末をもって終了いたしました．多くのご支援を賜り，誠にありがとうございました
- 2020/1/7
- 池本晃喜講師が「日本化学会 第69回進歩賞」を受賞しました
- 2019/10/25
- 松野太輔助教が「フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会 第16回大澤賞」を受賞しました
- 2019/8/16
- 池本晃喜助教が東京大学大学院理学系研究科の講師に昇進しました
- 2019/3/17
- 山本浩史教授が「平成30年度日本化学会学術賞」を受賞しました
- 2019/1/11
- 新しいナノチューブ登場：ベンゼンを連結
- 2018/11/21
- 東京大学大学院理学系研究科YouTube「研究室の扉」：ほぼ摩擦の無い分子ベアリング
- 2018/9/17
- 水素結合のリレーで軸回転 ナノサイズの単軸回転型分子ベアリング
- 2018/5/15
- （ほぼ）摩擦なし：分子の世界のベアリング
- 2018/4/16
- 池本晃喜助教が「第98春季年会 優秀講演賞(学術)」を受賞しました
- 2018/4/1
- 有田亮太郎グループリーダーが東京大学工学系研究科教授に就任しました
- 2017/11/28
- キラル筒状分子の右手と左手 〜二重らせん型集積と有機分子での最強円偏光発光〜
- 2017/3/17
- 須田理行助教が「日本化学会平成28年度（第66回）進歩賞」を受賞しました
- 2017/2/3
- 磯部寛之教授が「第33回井上学術賞」を受賞しました
- 2017/2/3
- 池本晃喜助教が「第33回井上研究奨励賞」を受賞しました
- 2016/11/28
- AIMResearch が研究紹介「カーボンナノチューブ：輪になった分子の特性を解明」
- 2016/11/17
- 二輪型分子ベアリングの自発的・自己選別組み上げ「相手を選んで自ら組み上がる」
- 2016/9/26
- ERATO研究推進主任を募集しています（終了しました）
- 2016/9/1
- プロジェクト研究員を募集しています（終了しました）
- 2016/7/19
- ERATO研究推進員を募集しています（終了しました）
- 2016/4/1
- 磯部研究総括が東北大学名誉教授の称号を授与されました．
- 2016/4/1
- 磯部研究総括が東京大学大学院理学系研究科教授に就任しました．
- 2016/3/26
- 磯部寛之教授が「日本化学会 平成27年度（第33回）学術賞」を受賞しました．
- 2015/11/5
- 近未来の照明のかたち：「さっと一吹き、できあがり」
- 2015/9/11
- 有田亮太郎グループリーダーが第19回久保亮五記念賞を受賞しました．
- 2015/3/2
- 「ナノサイズのコマ」も「歳差運動」と「自転運動」の二種で回る
- 2015/1/29
- 磯部寛之教授が2015年1月台湾国立台北科技大学の栄誉国際講座教授に就任しました
- 2014/10/14
- 伸長型有限長カーボンナノチューブ分子を用い分子ピーポッドの熱力学・分子構造の相関を解明
- 2014/9/29
- シクロメタフェニレンのワンポット新合成法とOLEDデバイス材料としての活用を報告
- 2014/9/2
- 佐藤宗太准教授が平成26年度錯体化学会研究奨励賞を受賞しました
学会サイト
- 2014/1/22
- 有限長カーボンナノチューブ分子の「ものさし」アプレットを公開
- 2014/1/22
- 有限長カーボンナノチューブ分子の「ものさし」となる幾何学的指標を提案
- 2013/12/25
- ERATO磯部縮退π集積プロジェクトのホームページを開設しました
