無機ナノ粒子元素ブロックを用いるキラル高分子ハイブリッドナノ空間材料の創製

• Project Area: Creation of Element-Block Polymer Materials
• Project/Area Number: 25102544
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kinki University
• Principal Investigator: 藤原 尚 近畿大学, 理工学部, 教授 (30190101)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2014: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2013: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: ポリマーナノチューブ / 金属ナノ粒子 / プラズモン / ポリチオフェン / フラーレン / 無機ナノ粒子 / ポリマー / ナノチューブ / ハイブリッド

Outline of Annual Research Achievements

ポリチオフェンナノチューブの構造と性質、機能化に関する研究は未開拓である。一方、金属原子が数個から数百個集合した金属ナノ粒子や磁性ナノ粒子の性質や機能は、サイズや形状・形態により劇的に変化し、保護基となる有機配位子により制御が可能になり、無機ナノ粒子と有機分子の特性を活かした「無機ナノ粒子元素ブロック」が創製できる。今年度は、無機ナノ粒子（NP）を用いるハイブリッドポリマーナノチューブ（NT)の合成と機能について、主に、以下に示す研究成果について報告する。
フラーレン含有ポリチオフェンNT（2-C60-PT-NT）と、金属ナノ粒子との複合体を合成するため、電解重合能を有するターチオフェン誘導体で保護した金および銀ナノ粒子（1-AuNP, 1-AgNP）を合成した。1-AuNP, 1-AgNPを、透過型電子顕微鏡（TEM）により観察したところ、粒子径はそれぞれ約3.0 nm, 2.4 nmであることが分かった。続いて、ターチオフェン連結C60（2-C60）と1-AuNP、2-C60と1-AgNPを用いてアルミナ膜をテンプレートとした電解共重合により、フラーレンと金属ナノ粒子との複合体（Au-C60-PT-NT, Ag-C60-PT-NT）を合成した。その後、アルミナ膜を除去し、得られたサンプルを走査型電子顕微鏡（SEM）、TEM、および、エネルギー分散型X線分析（EDX）により観察した。その結果、Au, Agの存在を確認するとともに、チューブ全体に金および銀ナノ粒子が凝集することなく分散している様子を観察した。さらに、これらハイブリッドナノチューブのラマンスペクトルを測定すると、金属ナノ粒子との複合体であるAu-C60-PT-NTおよびAg-C60-PT-NTは、2-C60-PT-NTと比較して顕著な表面増強ラマン散乱を示した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Fabrication and metal-enhanced fluorescence of plasmonic hybrid nanotubes consisting of polythiophene and silver nanoparticles (2015)
  • Author(s): Yoshida, R.; Matsumura, T.; Nakahodo, T.; Fujihara, H.
  • Journal Title: Chem. Lett. Volume: 44 Issue: 2 Pages: 135-137
  • DOI: 10.1246/cl.140948
  • NAID: 130004703974
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Plasmonic hybrid nanotubes of fullerene C60-polythiophene-silver or gold nanoparticles: fabrication and enhancement of the Raman scattering (2014)
  • Author(s): Yoshida, R.; Matsumura, T.; Nakahodo, T.; Fujihara, H.
  • Journal Title: Chem. Commun. Volume: 50 Issue: 96 Pages: 15183-15186
  • DOI: 10.1039/c4cc07303g
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis and properties of conducting polymer nanotubes with redox-active tetrathiafulvalene (2014)
  • Author(s): Shinya Nambu, Tsukasa Nakahodo, Hisashi Fujihara
  • Journal Title: Heterocycles Volume: 88 Issue: 2 Pages: 1633-1638
  • DOI: 10.3987/com-13-s(s)117
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Synthesis of anionic sulfonate-functionalized conducting polymer nanotubes and selective confinement of cationic gold nanoparticles in their inner cavities via electrostatic interaction (2013)
  • Author(s): Nobuyuki Fujimoto, Tsukasa Nakahodo, Hisashi Fujihara
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 42 Issue: 11 Pages: 1394-1396
  • DOI: 10.1246/cl.130692
  • NAID: 130004426823
  • Peer Reviewed
• [Presentation] キラルポルフィリンポリマーナノチューブの合成と特性 (2014)
  • Author(s): 竹内規貴, 仲程 司, 藤原 尚
  • Organizer: 第４１回有機典型元素化学討論会
  • Place of Presentation: 宇部市文化会館・宇部市・山口県
  • Year and Date: 2014-11-27 – 2014-11-29
• [Presentation] レドックス活性ポリマーナノチューブナノ空間における金属ナノ粒子の生成と触媒能 (2014)
  • Author(s): 西浦明日花, 仲程 司, 藤原 尚
  • Organizer: 第６３回高分子討論会
  • Place of Presentation: 長崎大学・文教キャンパス・長崎市・長崎県
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] 金属ナノ粒子によるポリマーナノチューブ界面の選択的クリック機能化 (2014)
  • Author(s): 山本圭一, 仲程 司, 藤原 尚
  • Organizer: 第６３回高分子討論会
  • Place of Presentation: 長崎大学・文教キャンパス・長崎市・長崎県
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] レドックス活性と磁性を有するポリチオフェンナノチューブの合成と機能 (2014)
  • Author(s): 今村考希, 仲程 司, 藤原 尚
  • Organizer: 第６３回高分子討論会
  • Place of Presentation: 長崎大学・文教キャンパス・長崎市・長崎県
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] レドックス活性キラルポリマーナノチューブのナノ空間における分子認識 (2014)
  • Author(s): 亀山元貴, 仲程 司, 藤原 尚
  • Organizer: 第２４回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 東北大学・川内キャンパス・仙台市・宮城県
  • Year and Date: 2014-09-07 – 2014-09-09
• [Presentation] 無機ナノ粒子元素ブロックを用いるハイブリッドポリマーナノチューブの創製と機能 (2014)
  • Author(s): 藤原 尚
  • Organizer: 日本化学会第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] カチオン性ポリチオフェンナノチューブの合成と分子認識 (2013)
  • Author(s): 北村円香・ 仲程 司・ 藤原 尚
  • Organizer: 第２３回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 学習院大学
• [Presentation] らせん構造を有する新規キラルポリチオフェンナノチューブの合成 (2013)
  • Author(s): 山下智彦・ 仲程 司・ 藤原 尚,
  • Organizer: 第４０回有機典型元素化学討論会
  • Place of Presentation: 近畿大学
• [Presentation] ヘテロ接合ハイブリッドポリマーナノチューブの合成と性質 (2013)
  • Author(s): 西浦明日花・仲程 司・藤原 尚
  • Organizer: 第４０回有機典型元素化学討論会
  • Place of Presentation: 近畿大学
• [Presentation] キラル金属ナノ粒子-アンモニウムポリチオフェンナノチューブ複合体の合成と特性 (2013)
  • Author(s): 川上 遼・ 仲程 司・藤原 尚
  • Organizer: 第４０回有機典型元素化学討論会
  • Place of Presentation: 近畿大学