2022 Fiscal Year Annual Research Report
人工光合成を志向した光駆動電子輸送ハイドロゲルの開発
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20K15296
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
榎本 孝文 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (80865577)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 人工光合成 / 光水素発生 / ビオロゲン / 電子伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和４年度は，前年度に開発した電子伝達高分子を利用した水素発生反応に関する検討を中心に行った．この電子伝達高分子はポリ（N-イソプロピルアクリルアミド）を主鎖とする高分子に，光水素発生反応のための電子メディエーターとしてはたらくことが知られているビオロゲン誘導体を導入したものであり，これまでの検討でこの電子伝達高分子が電子貯蔵能を有していることがわかっている．また，ビオロゲン類縁体は水素発生触媒である白金ナノ粒子の共存下において，貯蔵していた電子を消費しながら効率的に水素分子を生成することが知られていることから，今回はこの電子伝達高分子と白金ナノ粒子の共存下における水素発生機能に関して検討した．不活性雰囲気下，酢酸バッファー中において，電子伝達高分子と白金ナノ粒子を共存させた条件で，還元剤であるハイドロサルファイトナトリウムを添加すると，溶液が直ちに濃紫色に変化した後に，ゆっくりと無色になる過程が観察された．これは，まず電子伝達高分子中のビオロゲンが還元剤によって還元された後に，この電子が消費されていったことを示している．反応後の気相をサンプリングしガスクロマトグラフィーによって分析を行ったところ，水素分子の生成を確認したことから，確かにこの高分子が水素発生反応のための電子メディエーターとして作用していることが示唆された．また，興味深いことに，この電子伝達高分子は水素発生反応の進行に伴って特異的な自己集合挙動を示すことが明らかになった．
研究機関の全体を通じて，ベースとなる電子貯蔵ゲルの作成，ベースゲルへの位置選択的な分子修飾手法の開発，電子伝達高分子の触媒反応への応用，という３つのコア技術に関する検討が達成された．
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