Achievement of long-lived higher excited state and its application to photochemical reaction
| Project/Area Number |
19K15522
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
Fujimura Takuya 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (80757063)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | S2発光 / Kasha則 / 高次励起状態 / ポルフィリン / 層状化合物 / 粘土鉱物 / 有機-無機複合体 / フタロシアニン / 無機ナノシート |
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| Outline of Research at the Start |
高次励起状態にある分子は高い酸化還元電位を有するため，高エネルギーな光化学反応の実現が期待できる．しかしその寿命は極めて短いため，効率的な利用は難しい．本研究では分子内の回転・振動運動を抑制し，高次励起状態の長寿命化を目指すとともに，高次励起状態を利用した光化学反応について検討する．これらを達成するため，無機ナノシート表面・層間を分子内の回転・振動運動を抑制する場として利用する．
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| Outline of Final Research Achievements |
The excited molecules to higher excited state are relaxed to lowest excited state (S1) via fast internal conversion, thus generally, lifetime of higher excited state is short and photochemical/photophysical events from higher excited state are inefficient. In this research, in order to achieve the long-lived higher excited state and the enhancement of the emission from higher excited state, we investigate the hypothesis that the inorganic nanosheet surface may work as the field to decrease the magnitude of internal conversion from higher excited state by suppression of the molecular motion. The emission efficiency from metalloporphyrin in second excited (S2) state was enhanced, and lifetime of porphyrin in S2 state were extended by adsorption on inorganic nanosheet. Furthermore, obtained results indicated that S2 emission enhancement will depend on the magnitude of distortion of porphyrin ring.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
高次励起状態(紫外光など波長が短く、大きなエネルギーの光を吸収した状態)は独特な光反応を実現できる一方で、その寿命が短く利用が難しい。これを打破するために分子の設計等による解決が試みられているが、本研究では『分子を変更せず、分子が存在する“場”(固体表面)により長寿命化する』ことに成功した。依然として課題があるものの、当該技術は高次励起状態を長寿命化する汎用的技術となるポテンシャルを有しており、高次励起状態を利用した光反応の高効率化や光エネルギーの有効利用に資するものであると見込まれる。
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Report
(3 results)
Research Products
(21 results)
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[Presentation] Photogeneration of Singlet Oxygen by Cationic Phthalocyanine Adsorbed on Clay Nanosheet without Aggregation2020
Author(s)
Okada, K , Arita, K , Nishiguchi, M , Fujimura, T , Ikeue, T , Sasai, R
Organizer
4th Asian Clay Conference (ACC-2020) Fully-Online Conference
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Int'l Joint Research
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