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光応答性有機無機複合ナノ層状化合物を用いた光メカニカル機構の検討

Publicly Offered Research

Project AreaNew Horizons of Photochromism: Customized Molecular Design and Novel Applications
Project/Area Number 21021024
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

嶋田 哲也  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 助教 (50252317)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井上 晴夫  首東大学東京, 都市環境科学研究科, 教授 (90087304)
Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥4,600,000 (Direct Cost: ¥4,600,000)
Fiscal Year 2010: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2009: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywords光機能 / 有機無機複合材料 / 反応機構
Research Abstract

異性化する有機分子を集積化し光エネルギーを力学的エネルギーに変換する試みが"光メカニカル機構"として注目されている。本研究では従来の研究例とは異なるアプローチとして、ナノ層状無機化合物とアゾベンゼン誘導体からなる積層ハイブリッド化合物を開発し"光メカニカル機構"の実現を目指した。21年度までに光メカニカル機構の実現に成功し、その興味ある特徴を明らかにしてきた。22年度はメカニズムの検討と材料の展開を目指し、以下の成果を得た。a).サンドイッチ状積層ハイブリッド複合体の作成方法の最適化により鮮鋭なXRDの測定と電子密度分布の算出に成功した。得られた電子密度分布は従来からの推定してきた2分子膜構造を強く支持した。これに加えて、層構造を示すピークの他に光照射により変化する新たな周期構造を発見した。この発見により、ゲスト分子はお互いに無関係に存在するのではなく規則構造が存在することを明らかにし、個々の分子の動きがマクロな形態変化に結びつくメカニズムの足がかりを得た。b).サンドイッチ状積層複合体に加え、ナノスクロール状複合体への研究展開を行った、昨年まではナノスクロール作成時のスクロール形成過程の収率の低さが研究展開の妨げとなっていたが、本年度は作成条件の最適化によりこの過程の収率を70%以上に向上させることに成功した。また、これまでナノスクロール状複合体は全長が最大1μm程度であったが、数μm程度の大きなナノスクロール状複合体の作成にも成功した。c).複合体のベースとなる無機材料の新規開発も行った。ハイブリッド複合体の伸縮方向や変異量はホスト無機材料の電荷密度や表面状態に依存することがわかってきた。材料の示す光メカニカル機構をより能動的に制御するために電荷密度をコントロールしたホスト無機材料として新規人工サポナイトの開発を試み、数種の異なる電荷密度を持つサポナイト作成に成功した。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (60 results)

All 2011 2010 2009

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (53 results) Book (1 results)

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    • Author(s)
      高木慎介
    • Organizer
      2009年光化学討論会
    • Place of Presentation
      群馬県桐生市市民文化会館
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 単分散メソポーラス球を用いた光増強反応場の構築2009

    • Author(s)
      山本大亮
    • Organizer
      2009年光化学討論会
    • Place of Presentation
      群馬県桐生市市民文化会館
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 粘土ナノシート上における色素の吸着挙動の解明・制御と光電子移動2009

    • Author(s)
      今野沙紀
    • Organizer
      第53回粘土科学討論会
    • Place of Presentation
      岩手大学 学生センター棟
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 粘土鉱物との複合化により誘起されるビオロゲン誘導体の蛍光特性変化2009

    • Author(s)
      池田浩
    • Organizer
      2009年光化学討論会
    • Place of Presentation
      群馬県桐生市市民文化会館
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 粘土鉱物の電荷密度変化によるポルフィリン光化学的挙動への効果2009

    • Author(s)
      高木慎介
    • Organizer
      第53回粘土科学討論会
    • Place of Presentation
      岩手大学 学生センター棟
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 吸着密度の変化によるポルフィリン分子間エネルギー移動効率の向上2009

    • Author(s)
      石田洋平
    • Organizer
      第53回粘土科学討論会
    • Place of Presentation
      岩手大学 学生センター棟
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 色素と無機ナノ層状化合物の相互作用-熱力学的平衡と温度効果2009

    • Author(s)
      今野沙紀
    • Organizer
      第45回熱測定討論会
    • Place of Presentation
      首都大学東京南大沢キャンパス
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Morphology Dynamics of Nano-Layered Hybrid Materials2009

    • Author(s)
      NABETANI, Yu
    • Organizer
      XXIV International Conference on Photochemistry
    • Place of Presentation
      Toledo Beatriz Hotel
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] High Densityadsorption Structure of Porphyrin Derivatives on The Clay Surface without Self-Quenching2009

    • Author(s)
      TAKAGI, Shinsuke
    • Organizer
      XXIV International Conference on Photochemistry
    • Place of Presentation
      Toledo Beatriz Hotel
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] The Effects of Porphyrin Structure on the Complex Formation Behavior with Clay2009

    • Author(s)
      TAKAGI, Shinsuke
    • Organizer
      The International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals (ZMPC2009)
    • Place of Presentation
      Waseda University
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Book] 新材料化学の最前線2010

    • Author(s)
      首都大学東京 都市環境学部 分子応用化学研究会
    • Total Pages
      265
    • Publisher
      講談社
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2018-03-28  

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