Development of Emitting Langmuir-Blodgett Films of Cationic Iridium Complexes for Oxygen Sensing

• Project/Area Number: 23350069
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Functional materials chemistry
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: SATO Hisako 愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (20500359)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): NAGAOKA Shinichi 愛媛大学, 大学院理工学研究科, 教授 (30164403) ; TAMURA Kenji 独立行政法人物質・材料研究機構, 環境再生材料ユニット ジオ機能材料グループ, 研究員 (80370310)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2013: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000); Fiscal Year 2012: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
• Keywords: 薄膜 / センサー / LB / イリジウム錯体 / 粘土鉱物ナノシート / 発光 / 酸素センシング / 光学分割 / 粘土鉱物 / 気体 / キラル

Outline of Final Research Achievements

By using cyclometalated iridium(III) complexes as an emitting element, photo-responsive molecular devices for sensing oxygen gas was manipulated. A thin film was prepared by hybridization with clay minerals. In such a film, luminescent Ir(III) complexes were hybridized with clay minerals in order to enhance robustness and reliability. As a result, nanometer-thick hybrid films were constructed by applying the modified Langmuir-Blodgett method. The achievement of multi-emitting properties in response to oxygen pressure has been demonstrated.

Research Products

• [Journal Article] Multi-emitting Properties of Hybrid Langmuir-Blodgett Films of Amphiphilic Iridium Complexes and the Exfoliated Nanosheets of Saponite Clay (2014)
  • Author(s): H. Sato, K. Tamura, K. Ohara, S. Nagaoka
  • Journal Title: New Journal of Chemistry Volume: vol.38 (1) Issue: 1 Pages: 132-139
  • DOI: 10.1039/c3nj00879g
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient Energy Transfer of Cationic Iridium(III) Complexes on the Surface of a Colloidal Clay (2014)
  • Author(s): Hisako Sato*, Kenji Tamura, Masahiro Taniguchi and Akihiko Yamagishi
  • Journal Title: Applied Clay Science Volume: 97-98 Pages: 84-90
  • DOI: 10.1016/j.clay.2014.05.008
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Energy Transfer in Hybrid Langmuir-Blodgett Films of Iridium Complexes and Synthetic Saponite: Dependence of Transfer Efficiency on Interlayer Distance (2014)
  • Author(s): Hisako Sato*, Miwa Ochi, Masaru Kato, Kenji Tamura and Akihiko Yamagishi
  • Journal Title: New J. Chem. Volume: 38 Issue: 12 Pages: 5715-5720
  • DOI: 10.1039/c4nj00818a
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Luminescent Oxygen Gas Sensors Based on Nanometer-Thick Hybrid Films of Iridium Complexes and Clay Minerals (2014)
  • Author(s): Hisako Sato* , Kenji Tamura and Akihiko Yamagishi
  • Journal Title: Chemsensors Volume: ２ Pages: 41-55
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 粘土鉱物ナノシートを用いた多重発光性極微量酸素センサーの開発を目指して (2014)
  • Author(s): 佐藤久子
  • Journal Title: 粘土科学 Volume: 52 Pages: 104-108
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Inversion of Axial Chirality in Coordinated Bis-β-diketonato Ligands (2013)
  • Author(s): Hisako Sato, Yukie Mori, Takafumi Kitazawa and Akihiko Yamagishi
  • Journal Title: Dalton Trans. Volume: 42 Issue: 1 Pages: 232-237
  • DOI: 10.1039/c2dt31746j
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] VCD Studies on Chiral Characters of Metal Complex Oligomers (2013)
  • Author(s): Hisako Sato* , Akihiko Yamagishi
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 14 Issue: 1 Pages: 964-978
  • DOI: 10.3390/ijms14010964
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dual Emitting Langmuir-Blodgett Films of Cationic Iridium Complexes and Montmorillonite Clay for Oxygen Sensing (2012)
  • Author(s): K. Morimoto, T. Nakae, K. Ohara, K. Tamura, S. Nagaoka, H. Sato
  • Journal Title: New Journal of Chemistry(A NJC Hot Article) Volume: vol.36 (12) Issue: 12 Pages: 2467-2471
  • DOI: 10.1039/c2nj40351j
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] XRD and HRTEM Evidence for Fixation of Cesium Ions in Vermiculite Clay (2012)
  • Author(s): Toshiro Kogure, Kazuya Morimoto, Kenji Tamura, Hisako Sato and Akihiko Yamagishi
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 41 Issue: 4 Pages: 380-382
  • DOI: 10.1246/cl.2012.380
  • NAID: 10030544530
  • ISSN: 0366-7022, 1348-0715
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stereochemistry and molecular recognition on the surface of a smectite clay (2012)
  • Author(s): Akihiko Yamagishi and Hisako Sato
  • Journal Title: Clays and Clay Minerals Volume: 60 Pages: 411-419
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Desorption of Cs⁺ Ions Intercalated in Vermiculite Clay through Cation Exchange with Mg²⁺ Ions (2012)
  • Author(s): Kazuya Morimoto, Toshihiro Kogure, Kenji Tamura, Saki Tomofuji, Akihiko Yamagishi
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 41 Issue: 12 Pages: 1715-1717
  • DOI: 10.1246/cl.2012.1715
  • NAID: 130004426473
  • ISSN: 0366-7022, 1348-0715
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 発光性イリジウム錯体LB膜を用いたセンシングデバイス (2012)
  • Author(s): 佐藤久子、田村堅志、長岡伸一
  • Journal Title: ケミカルエンジニヤリング Volume: 575 Pages: 375-380
• [Journal Article] Notable Effects of Metal Salts on UV-Vis Absorption Spectra of α―、β―、γ―and δ-Tocopheroxyl Radicals in Acetonitrile Solution. The Complex Formation between Tocopheroxyls and Metal Cations (2012)
  • Author(s): K. Mukai,* Y. Kohno, A. Ouchi, and S. Nagaoka
  • Journal Title: J. Phys. Chem. B Volume: 116 Issue: 30 Pages: 8930-8941
  • DOI: 10.1021/jp305039z
  • NAID: 110009596806
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A time-resolved luminescence study on singlet oxygen quenching by hydroxycinnamic acids under acidic, neutral and basic conditions (2012)
  • Author(s): K. Ohara, K. Doi, Y. Niizaki, S. Nagaoka
  • Journal Title: Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry Volume: vol.249 (1) Pages: 1-8
  • DOI: 10.1016/j.jphotochem.2012.08.021
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Can a Meso-type Dinuclear Complex be Chiral? : Dinuclear β-Diketonato Ru(III) Complexes (2012)
  • Author(s): Hisako Sato, Ryoichi Takase, Yukie Mori, Akihiko Yamagishi
  • Journal Title: Dalton Transactions Volume: 41 Issue: 3 Pages: 747-751
  • DOI: 10.1039/c1dt11133g
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Kinetic Study of the □-Tocopherol-Regeneration Reaction of Ubiquinol-10 in nd Acetonitrile Solutions : Notable Effect of the Alkali and Alkaline Earth Metal Salts onn Rates (2012)
  • Author(s): K.Mukai, M.Oi, A.Ouchi, S.Nagaoka
  • Journal Title: J.Phys.Chem.B Volume: 116 Issue: 8 Pages: 2615-2621
  • DOI: 10.1021/jp2118086
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chirality Effects on Core-periphery Connection in a Star-burst Type Tetranuclear Ru(III) Complex : Application of Vibrational Circular Dichroism Spectroscopy (2012)
  • Author(s): Hisako Sato, Fumi Sato, Masahiro Taniguchi, Akihiko Yamagishi
  • Journal Title: Dalton Transactions Volume: 41 Issue: 6 Pages: 1709-1712
  • DOI: 10.1039/c1dt11510c
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 有機・無機ハイブリッド薄膜発光材料 (2011)
  • Author(s): 佐藤久子
  • Journal Title: 未来材料 Volume: 11 Pages: 22-26
• [Journal Article] Formation of Chiral Heterometallic Oligomers by Combination of Inert Ru(III) Tectons and Labile Ni(II) Connectors (2011)
  • Author(s): Hisako Sato, Aiko Nakao, Akihiko Yamagishi
  • Journal Title: New Journal of Chemistry Volume: 35 Pages: 1823-1828
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Study to Control Chemical Reactions Using Si:2p Core Ionization : Site-Specifiction (2011)
  • Author(s): S.Nagaoka, H.Fukuzawa, G.Prumper, M.Takemoto, O.Takahashi, K.Yamaguchi, T.Kakiuchi, K.Tabayashi, I.H.Suzuki, J.R.Harries, Y.Tamenori, K.Ueda
  • Journal Title: J.Phys.Chem.A Volume: 115 Issue: 32 Pages: 8822-8831
  • DOI: 10.1021/jp203664r
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Notable Effects of the Metal Salts on the Formation and Decay Reactions of roxyl Radical in Acetonitrile Solution. The Complex Formation between roxyl and Metal Cations (2011)
  • Author(s): Y.Kohno, M.Fujii, C.Matsuoka, H.Hashimoto, A.Ouchi, S.Nagaoka, K.Mukai
  • Journal Title: J.Phys.Chem.B Volume: 115 Issue: 32 Pages: 9880-9888
  • DOI: 10.1021/jp205126a
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] UV protection and singlet-oxygen quenching activity of intramolecularly hydrogen-bonded hydroxyanthraquinone derivatives found in aloe (2011)
  • Author(s): S. Nagaoka, K. Ohara, M. Takei, M. Nakamura, M. Mishima, U. Nagashima
  • Journal Title: Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry Volume: vol.225 (1) Issue: 1 Pages: 106-112
  • DOI: 10.1016/j.jphotochem.2011.10.006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Geomaterials : their application to environmental remediation/Geomaterials : their application to environmental remediation (2011)
  • Author(s): H.Yamada, K.Tamura, Y.Watanabe, N.Iyi, K.Morimoto
  • Journal Title: Science and Technology of Advanced Materials Volume: 12 Issue: 6 Pages: 40921-40921
  • DOI: 10.1088/1468-6996/12/6/064705
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 粘土面における光エネルギー集約をめざしたイリジウム錯体の発光挙動 (2015)
  • Author(s): 山岸晧彦・田村堅志・北澤孝史・佐藤久子
  • Organizer: 第95回日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学（千葉県船橋市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] 単一膜で多機能性を有する有機・無機ハイブリッド発光デバイスの開発 (2015)
  • Author(s): 佐藤久子
  • Organizer: 第32回無機材料に関する最近の研究成果発表会
  • Place of Presentation: 住友会館（東京都港区）
  • Year and Date: 2015-01-26
  • Invited
• [Presentation] 粘土鉱物ナノシート上に集積したイリジウム錯体の発光挙動 (2015)
  • Author(s): 佐藤久子
  • Organizer: 新学術領域 柔らかな分子系 第8回ワークショップ
  • Place of Presentation: 岡山いこいの村（岡山県瀬戸内市）
  • Year and Date: 2015-01-24 – 2015-01-25
  • Invited
• [Presentation] 配位高分子錯体からの親金相互作用による発光 (2014)
  • Author(s): 蛭間 慶・山岸晧彦・佐藤久子・北澤孝史
  • Organizer: 光化学討論会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-10-11 – 2014-10-13
• [Presentation] 光エネルギー集約をめざした人工積層法イリジウム錯体ハイブリッドＬＢ膜の製造 (2014)
  • Author(s): 佐藤久子・田村堅志・北澤孝史・山岸晧彦
  • Organizer: 光化学討論会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-10-11 – 2014-10-13
• [Presentation] 光化学系II複合体と層状複水酸化物からなるバイオ-無機ハイブリッド電極 (2014)
  • Author(s): 加藤優・佐藤久子・杉浦美羽
  • Organizer: 第52回 日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] 合成サポナイトに吸着した陽イオン性イリジウム錯体間の光エネルギー集約 (2014)
  • Author(s): 佐藤久子・田村堅志・山岸晧彦
  • Organizer: 第５８回粘土科学討論会
  • Place of Presentation: 福島市 A・O・Z（福島県福島市）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] 粘土鉱物のHPLCカラム充填剤への応用についての検討 (2014)
  • Author(s): 熊崎愛作・清水慶・岡田友彦・中山駿佑・北澤孝史・佐藤久子・ 山岸晧彦
  • Organizer: 第５８回粘土科学討論会
  • Place of Presentation: 福島市 A・O・Z（福島県福島市）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] キラルテクトニクス法による配位性Ru(III)錯体の2次元界面への応用 (2014)
  • Author(s): 佐藤久子・田村堅志・山岸晧彦
  • Organizer: 第６４回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 中央大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [Presentation] 粘土に吸着したイリジウム（III）錯体のエネルギー移動：キラリティの効果 (2014)
  • Author(s): 住絵理子・北澤孝史・山岸晧彦・田村堅志・佐藤久子
  • Organizer: 第６４回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 中央大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [Presentation] cesium-tetrakis((+)-heptafluorobutyrylcamphorato)lanthanide(III) 錯体の基底状態項の奇偶性と振動円二色性 (2014)
  • Author(s): 海崎純男・城谷 大・森寛敏・佐藤久子
  • Organizer: 第６４回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 中央大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [Presentation] cesium-tetrakis((+)-heptafluorobutyrylcamphorato)lanthanide(III)錯体の振動円二色性に関する電子論的考 察 (2014)
  • Author(s): 森寛敏・海崎純男・城谷 大・佐藤久子
  • Organizer: 第６４回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 中央大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [Presentation] 無機・有機複合体における繊維状粘土に取込まれたランタニド錯体の発光特性 (2014)
  • Author(s): 海崎 純男・城谷 大・佐藤久子・戸屋 圭子・岩松 雅子・加藤 由美子・牧 幹子
  • Organizer: 第６４回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 中央大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [Presentation] 無機・有機複合体における繊維状粘土に取込まれたランタニド錯体の特異な発光スペクトル (2014)
  • Author(s): 海崎 純男・城谷 大・佐藤久子・戸屋 圭子・岩松 雅子・加藤 由美子・牧 幹子
  • Organizer: 第６４回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 中央大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [Presentation] 親金相互作用を有するシス-トランス混在型配位高分子錯体の発光挙動 (2014)
  • Author(s): 蛭間 慶・山岸晧彦・佐藤久子・北澤孝史
  • Organizer: 第６４回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 中央大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [Presentation] 発光性イリジウム(Ⅲ)錯体間におけるエネルギー移動反応： 粘土面上でのキラリティ効果 (2014)
  • Author(s): 住恵理子・北澤孝史・山岸晧彦・田村堅志・佐藤久子
  • Organizer: 日本化学会低次元系光機能研究会 第３回サマーセミナー
  • Place of Presentation: 佐渡島開発総合センター（新潟県両津市）
  • Year and Date: 2014-09-02 – 2014-09-03
• [Presentation] ピリジン誘導体による親金相互作用の発光への影響 (2014)
  • Author(s): 蛭間慶・山岸晧彦・佐藤久子・北澤孝史
  • Organizer: 第26回配位化合物の光化学討論会
  • Place of Presentation: 首都大学東京（東京都八王子市）
  • Year and Date: 2014-08-06 – 2014-08-08
• [Presentation] イリジウム錯体単分子膜の人工積層法による多重発光特性 (2013)
  • Author(s): 佐藤久子、森本和也、小原敬士、田村堅志、長岡 伸一
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学
• [Presentation] イリジウム金属錯体と粘土鉱物のハイブリッドLB膜による多色発光挙動 (2012)
  • Author(s): 中谷康彦、森本和也、小原敬士、長岡伸一、田村堅志、佐藤久子
  • Organizer: 第92回日本化学会春季大会
  • Place of Presentation: 慶応大学
  • Year and Date: 2012-03-27
• [Presentation] Application for Vibrational Circular Dichroism Induction of Axial Chirality in Dinuclear β-diketonato Complexes :β-ジケトナト二核錯体の軸性キラリティ：振動円二色性分光法の応用 (2012)
  • Author(s): 佐藤久子、森幸恵，北澤孝史，山岸晧彦
  • Organizer: モレキュラー・キラリティー アジア 2012
  • Place of Presentation: 九州大学
• [Presentation] 両親媒性イリジウム錯体ＬＢ膜を用いた酸素センシング (2012)
  • Author(s): 佐藤久子、森本和也、小田切健、田村堅志
  • Organizer: 第62回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 富山大学
• [Presentation] 軸性キラリティを示す架橋配位子を用いた平面2核Pd(II)錯体の合成 (2012)
  • Author(s): 山岸晧彦、森本和也、品川友志、森幸恵、北澤孝史、谷口昌宏、佐藤久子
  • Organizer: 第62回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 富山大学
• [Presentation] Ir(III)錯体-粘土層間化合物の合成と特性評価 (2011)
  • Author(s): 加藤善之, 田村堅志, 佐藤久子, 北澤孝史
  • Organizer: 第21回日本MRS学術シンポジウム
  • Place of Presentation: 横浜情報文化センター
  • Year and Date: 2011-12-09
• [Presentation] 粘土ーイリジウム錯体複合膜による発光センサー
  • Author(s): 佐藤久子
  • Organizer: 日本化学会新領域研究グループ 低次元無機ー有機複合系の光化学ー低次元無機ー有機複合系の展開：学理から機能へー
  • Place of Presentation: 日本化学会会館
  • Invited
• [Presentation] 振動円二色性分光法の金属錯体への応用
  • Author(s): 佐藤久子
  • Organizer: 赤外放射光を利用した機能性材料科学分野の創成
  • Place of Presentation: メルパルク大阪
  • Invited
• [Book] 革新機能材料の開発と応用展開-粘土鉱物、ナノシート、メソ孔シリカと有機系層状材料を利用してー 第9章 錯体―層状無機ハイブリッドによる酸素センサー (2012)
  • Author(s): 佐藤久子
  • Total Pages: 6
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] Clay Minerals in Nature - Their Characterization, Modification and Application, Application of Clay mineral-Iridium(III) Complexes Hybrid Langmuir-Blodgett Films for Photosensing (2012)
  • Author(s): Hisako Sato, Kenji Tamura, Akihiko Yamagishi
  • Total Pages: 13
  • Publisher: InTech, Published
• [Remarks] 教育研究者要覧
  • URL: http://kenqweb.office.ehime-u.ac.jp/Profiles/0010/0002337/profile.html
• [Remarks] 愛媛大学大学院理工学研究科複合体化学研究室
  • URL: http://chem.sci.ehime-u.ac.jp/~comchem1/
• [Remarks] 愛媛大学教育研究者要覧
  • URL: http://kenqweb.office.ehime-u.ac.jp/Profiles/0010/0002337/profile.html
• [Remarks]
  • URL: http://kenqweb.office.ehime-u.ac.jp/Profiles/0010/0002337/profile.html
• [Remarks]
  • URL: http://kenqweb.office.ehime-u.ac.jp/Profiles/0010/0000297/profile.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 軸性キラリティを有するPd(II)2錯体からなる液晶物質キラルドーパント (2014)
  • Inventor(s): 田村堅志、山岸晧彦、佐藤久子、北澤孝史、谷口昌弘
  • Industrial Property Rights Holder: 田村堅志、山岸晧彦、佐藤久子、北澤孝史、谷口昌弘
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2014-079713
  • Filing Date: 2014-04-08
• [Patent(Industrial Property Rights)] カラム充填剤及び高速液体クロマトグラフィー装置 (2014)
  • Inventor(s): 岡田友彦、清水慶、熊崎愛作、山岸晧彦、北澤孝史、佐藤久子
  • Industrial Property Rights Holder: 岡田友彦、清水慶、熊崎愛作、山岸晧彦、北澤孝史、佐藤久子
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2014-180909
  • Filing Date: 2014-09-05
• [Patent(Industrial Property Rights)] ハイブリッド膜、ガスセンサおよび発光性センサ (2012)
  • Inventor(s): 佐藤久子・田村堅志・山岸晧彦
  • Industrial Property Rights Holder: 愛媛大学・物質材料研究機構
  • Industrial Property Number: 2012-068298
  • Filing Date: 2012-03-23
• [Patent(Industrial Property Rights)] ハイブリッド膜およびガスセンサ (2011)
  • Inventor(s): 佐藤久子、田村堅志、山岸晧彦
  • Industrial Property Rights Holder: 佐藤久子、田村堅志、山岸晧彦
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2011-04-25
  • Acquisition Date: 2015-01-16