2019 Fiscal Year Research-status Report
有機ラジカルイオンの時間・空間分解吸収スペクトルによる高速検出法の開発
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18K05176
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
石松 亮一 九州大学, 工学研究院, 助教 (90512781)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水野 潤 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 上級研究員(研究院教授) (60386737)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ラジカルイオン / 電子移動速度 / 電気化学発光 / 共反応体 / マーカス理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ラジカルイオン種は様々な反応に関与している。本研究では、ミリ秒時間分解能を有するEMCCDカメラを用い、電極反応で生成する多環芳香族のラジカルイオンのミリ秒時間分解吸収スペクトルを取得するとともに、クエンチャー存在下における吸光度変化の時間依存およびクエンチャー濃度依存性を明らかにしてきている。
また、ラジカルイオン種は、電気化学発光と呼ばれる発光現象にも深く関わっている。電気化学発光はラジカルイオン種間の電子移動によって励起状態が形成され、発光が観測される。本年度は、Aza-BODIPY誘導体のラジカルイオン種ならびにその電気化学発光特性の解明を行った。いくつかのAza-BODIPY誘導体では、その電気化学発光の効率が、それらの蛍光量子収率から予測される値と異なることが分かった。これは、ラジカルイオン種間の電子移動の結果、S2状態が速度論的に形成が可能であり（S2状態のエネルギー準位が低い誘導体でこの現象が顕著であった）、その後S1状態の内部転換の後に放射失活することが原因であることが示唆された。
また、液体発光体であるピレン誘導体のイオン液体中における電気化学および電気化学発光特性や光物性を明らかにすることができた。 この実験では、不安定なラジカルカチオンがもたらす時間依存する微弱な電気化学発光スペクトルの取得が可能であった。これに加え、ピレンやペリレンのラジカルイオン種の安定性を明らかにし、さらに、これらの時間依存電気化学発光スペクトルを取得することによって、モノマーとエキシマー電気化学発光の明瞭な観測を初めて行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ラジカルイオン種の検出のみならず、ラジカルイオン種が関与する電気化学発光においても、本手法の「ミリ秒検出」が有用であることが示され、電気化学発光において、いくつかの重要な結果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本手法を、マイクロ空間での電気化学発光やラジカルイオン種の反応性の見積もりに応用する。これによって、局所的に起こる電子移動の解析に応用する。このほか、令和年度に展開してきた電気化学発光についても、新たな発光分子を用いて、ラジカルイオン種の反応性に関する速度論的解析を進める予定である。特に、多環芳香族炭化水素のモノマー並びにエキシマー電気化学発光について、この「ミリ秒検出法」を用いて解析を進める。
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| Causes of Carryover |
本年度は、大いに研究が進展したが、研究計画における基礎的な部分（原理や理論の発展）に重点を置いたため、消耗品等の物品費の使用割合が比較的少なかった。今年度は最終年度であり、これまでに予定していた部分の研究を行う。それに伴い、本年度繰り越した分を試薬の購入や装置のアップグレードに関わる部品の購入に充てる予定である。
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