ナノリングとは、厚さがナノスケール（10 -9メートル）に収まるほど薄い環状ナノ構造です。この定義では、リングの直径がナノスケールよりも大きくなることも許容されます。
概要と歴史
最初のナノリングは2001年に窒化ガリウムで作られました。 [2]
ナノリングは、酸化亜鉛[3]やシクロパラフェニレン[4] 、ポルフィリン[5]からも合成されている。
ナノリングの直径はナノスケールである場合もありますが、これらの材料の多くは100 nmを超える直径を持ち、マイクロスケール（ 10 -6メートル）の直径を持つものも少なくありません。そのため、ナノリングは1次元（1-D）ナノ材料と呼ばれるナノ材料のサブクラスに属すると考えられています。1次元ナノ材料とは、材料の単一単位における3つの物理的次元のうち1つがナノスケールよりも大きな長さスケールにあるナノ材料です。1次元ナノ材料の他の例としては、ナノワイヤ、ナノベルト、ナノチューブ、ナノシートなどがあります。
機械
他のナノ材料と同様に、ナノリングは量子化された現象を示します。
単一のナノベルト結晶の自発的な折り畳みから作られたZnOナノリングは、破損したり砕けたりすることなく広範囲に機械的に操作できるため、他のクラスのZnOナノ構造に比べて独自の機械的利点があります。[6] [7]
合成
一般的に、ナノリングはボトムアップアプローチを用いて合成されます。トップダウン合成は、これらの材料が持つエントロピー障壁によって制限されるためです。現在、これらの粒子を作製するために使用される様々な合成技術の数は、ナノリング自体の種類の数とほぼ同じくらい多様です。ナノリングを合成する一般的な方法の一つは、まず材料の端に集中した不均一な電荷分布を持つナノベルトまたはナノワイヤを合成することです。これらの条件が満たされると、これらの粒子は自然にリング構造に自己組織化し、結果として得られる結晶内のクーロン反発力が最小限に抑えられる可能性があります。[8]
ナノリングは個別の結晶成長部位で成長させることができず、したがって、結晶学的に予測可能な基板上で合成することはできない。[9]そのため、ナノリングは、自発的なナノリングの自己組織化を誘導するエントロピー的にユニークな条件を作り出すことで、水性合成されるのが最も一般的である。[10]
ナノリング合成の他のアプローチとしては、小さなシード粒子の周りにナノリングを組み立て、その後除去する方法や、ポルフィリンのような構造を拡張してねじり、中空のナノリング構造にする方法などがある。[11] [12]
参考文献
- ^ Judd, Chris J.; Kondratuk, Dmitry V.; Anderson, Harry L.; Saywell, Alex (2019-06-27). 「ポルフィリンナノリングテンプレートを用いた表面合成」. Scientific Reports . 9 (1): 9352. doi :10.1038/s41598-019-45359-w. ISSN 2045-2322. PMC 6597552. PMID 31249330 .
- ^ Li ZJ, Chen XL, Li HJ, Tu QY, Yang Z, Xu YP, Hu BQ (2001-05-01). 「GaNナノリング、ナノリボン、ナノワイヤの合成とラマン散乱」. Applied Physics A. 72 ( 5): 629– 632. Bibcode :2001ApPhA..72..629L. doi :10.1007/s003390100796. S2CID 97904274.
- ^ Kong XY, Ding Y, Yang R, Wang ZL (2004年2月). 「極性ナノベルトのエピタキシャル自己コイル化によって形成された単結晶ナノリング」. Science . 303 (5662): 1348–51 . Bibcode :2004Sci...303.1348K. doi :10.1126/science.1092356. PMID 14988559. S2CID 17188546.
- ^ シカード、ランバート;ルーカス、ファビアン。ジャナン、オリヴィエ。ブイ、ピエール＝アントワーヌ。ロー・ベルトロ、ジョエル;クイントン、カサンドレ。ポリエル、シリル (2020-06-26)。 「[ n ]-シクロ-9,9-ジブチル-2,7-フルオレン ( n = 4, 5): 炭素架橋シクロパラ-フェニレンにおけるナノリング サイズの影響」。アンゲワンテ・ケミー国際版。59 (27): 11066–11072。土井:10.1002/anie.202002517。ISSN 1433-7851。PMID 32255247。S2CID 215411130 。
- ^ カサデモン＝ライグ、アイリーン;ゲレーロ・アビレス、ラウール。ラモスコルドバ、エロイ。トレント-スカラット、ミケル;マティート、エドゥアルド（2021-11-02）。 「分子ナノリングはどの程度芳香を持っていますか? 6 ポルフィリン ナノリング** の場合」。アンゲワンテ・ケミー国際版。60 (45): 24080–24088。土井:10.1002/anie.202108997。ISSN 1433-7851。PMC 8596448。PMID 34260804。
- ^ Hughes WL, Wang ZL (2005-01-19). 「ZnOナノリングおよびナノボウの制御合成と操作」. Applied Physics Letters . 86 (4): 043106. Bibcode :2005ApPhL..86d3106H. doi :10.1063/1.1853514. hdl : 1853/27177 . ISSN 0003-6951. S2CID 120864787.
- ^ Wang ZL (2009-04-03). 「ナノテクノロジーのためのZnOナノワイヤおよびナノベルトプラットフォーム」. Materials Science and Engineering: R: Reports . 64 (3): 33– 71. doi :10.1016/j.mser.2009.02.001. ISSN 0927-796X.
- ^ Kong, XY (2004-02-27). 「極性ナノベルトのエピタキシャル自己コイル化によって形成される単結晶ナノリング」 . Science . 303 (5662): 1348– 1351. doi :10.1126/science.1092356. ISSN 0036-8075. PMID 14988559. S2CID 17188546.
- ^ ドロガット N、グラネット R、ソル V、クラウス P (2009 年 12 月)。 「ワンポット銀ナノリング合成」。ナノスケール研究レター。5 (3): 566–9 .土井:10.1007/s11671-009-9505-5。PMC 2894113。PMID 20672109。
- ^ Sprafke, Johannes K.; Kondratuk, Dmitry V.; Wykes, Michael; Thompson, Amber L.; Hoffmann, Markus; Drevinskas, Rokas; Chen, Wei-Hsin; Yong, Chaw Keong; Kärnbratt, Joakim; Bullock, Joseph E.; Malfois, Marc (2011-11-02). 「ベルト型πシステム：6-ポルフィリンナノリングにおける幾何学的構造と電子構造の関係」 . Journal of the American Chemical Society . 133 (43): 17262– 17273. doi :10.1021/ja2045919. ISSN 0002-7863. PMID 21939246.
- ^ Miras, Haralampos N.; Richmond, Craig J.; Long, De-Liang; Cronin, Leroy (2012-02-29). 「モリブデンブルーナノリングの構造進化の溶液相モニタリング」 . Journal of the American Chemical Society . 134 (8): 3816– 3824. doi :10.1021/ja210206z. ISSN 0002-7863. PMID 22257105.
- ^ 八木亜希子;瀬川 康友伊丹 健一郎 (2012-02-15) 「[9]シクロ-1,4-ナフチレンの合成と特性: π 拡張カーボン ナノリング」。アメリカ化学会誌。134 (6): 2962–2965。土井:10.1021/ja300001g。ISSN 0002-7863。
