Redox potential control of molecules using surfaces of layered aluminosilicates

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05641
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 35030:Organic functional materials-related
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: EGUCHI Miharu 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (10520778)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 層状アルミノシリケート / 吸着 / 電子分布

Outline of Final Research Achievements

Absorption spectrophotometry, proton/carbon solid-state NMR spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy were conducted to study the electron discribution change at cationic porphyrin molecules by the surface of aluminosilicates. The theoretical calculation was also executed to support the experimental results. These results indicate that dielectric polarization was induced at the molecule on the surface due to the surface anion. We have already found that the redox properties of a metal complex was changed on the surface. In this study, we confirmed that the similar effect can be observed for moleular cations.

Free Research Field

界面化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

層状アルミノシリケートは地球上に遍在するもので、環境負荷の低い安全な材料である。さらに原子レベルでの平滑さと可視域での透明性を有し、分子との複合化とそれによる機能制御に対しても有利である。この材料を有効活用するためにこれまで研究対象となっていない機能を観察した。具体的には、層状アルミノシリケート表面が酸還元特性を含む分子の物理化学的特性を変化させる可能性について検討を行った。この結果、カチオン性ポルフィリンは層状アルミノシリケート表面の負電荷等の影響を受け大きく分極していることが明らかになった。これにより有機化学反応性を向上させる効果があることも確認した。