電荷非局在型色素に基づく光捕集システムの構築
Publicly Offered Research
| Project Area | Chemical conversion of solar energy by artificial photosynthesis: a breakthrough by fusion of related fields toward realization of practical processes |
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| Project/Area Number |
15H00876
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
荒谷 直樹 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (60372562)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 人工光合成 / 近赤外発光 / 近赤外吸収 / 有機半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、通常の有機分子では獲得することのできない低エネルギー光捕集するために、近赤外吸収をもつ炭化水素の分子設計を探求している。これまで化学的安定性を十分に有する、分子内に電荷をもつπ共役系を高いアスペクト比を保ったままで拡張し、比較的少ない芳香環ユニット数で吸収波長の長波長化を目指してきた。このような色素の特長を活かして高効率の光捕集の達成を目指している。さらにその集積体を利用して、励起子伝達・エネルギー移動が可能な人工光合成アンテナ系を創製し、化学エネルギーへの変換系との有機的な結合法の開発も目的としている。これまでにフルオロンの共役系をベンゼン環２つ分拡張したDBXの開発に成功し、近赤外領域の817 nmを極大とする吸収および853 nmを極大とする蛍光発光を明らかにした。さらに蛍光量子収率は6.4%と近赤外発光分子としては非常に大きな値を示した。
研究後半では閉殻系の分子として1000 nmを超える近赤外吸収分子の創製を目指し、さらなるπ共役系拡張による吸収スペクトルの長波長化をするために様々な合成ルートを検討した結果、現在π拡張フルオロン(DNX)の合成に挑戦している。分子サイズの拡張に伴って反応性が変化したため、π共役系拡張にともなう酸化電位の低下を抑制しつつ溶解性を確保する目的で、電子求引性の置換基を立体的に導入している。すでに炭素骨格はできあがっている。計算と合成の両面のアプローチからDNXアニオンの物性について議論している。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(73 results)
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[Journal Article] β-to-β 2,5-Pyrrolylene-Linked Cyclic Porphyrin Oligomers2016
Author(s)
Y. Rao, J. O. Kim, W. Kim, G. Zhong, B. Yin, M. Zhou, H. Shinokubo, N. Aratani, T. Tanaka, S. Liu, A. Osuka, D. Kim, J. Song
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Journal Title
Chem. Eur. J.
Volume: 52
Issue: 26
Pages: 8801-8804
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Benzo[4,5]cyclohepta[1,2-b]fluorene: an isomeric motif for pentacene containing linearly fused five-, six- and seven-membered rings2016
Author(s)
X. Yang, X. Shi, N. Aratani, T. P. Gonalves, K.-W. Huang, H. Yamada, C. Chi, Q. Miao
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Journal Title
Chem. Sci.
Volume: 7
Issue: 9
Pages: 6176-6181
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Toward Tetraradicaloid: The Effect of Fusion Mode on Radical Character and Chemical Reactivity2016
Author(s)
Pan Hu, Sangsu Lee, Tun Seng Herng, Naoki Aratani, Théo P. Gonçalves, Qingbiao Qi, Xueliang Shi, Hiroko Yamada, Kuo-Wei Huang, Jun Ding, Dongho Kim, and Jishan Wu
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 138
Issue: 3
Pages: 1065-1077
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] イミドナフタレン縮環TTFの合成と物性2015
Author(s)
山下 正貴, 荒谷 直樹, Burnett Ned, Zhang Lei, Briseno Alejandro, 山田容子
Organizer
第26回基礎有機化学討論会
Place of Presentation
愛媛大学（愛媛県松山市）
Year and Date
2015-09-24
Related Report
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