2015 Fiscal Year Annual Research Report
光エネルギー変換機能をもつベシクル反応系への流動システムの導入
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25620147
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
村田 滋 東京大学, 総合文化研究科, 教授 (40192447)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光エネルギー変換 / ベシクル / 光水素発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、緑色植物が営む光合成を人工的に模倣した光化学反応系の構築に関するものである。人工的に形成させたベシクルとよばれる球状脂質二分子膜を反応場に使用し、さらに流動システムを導入することによって、反応効率と拡張性を高めた光‐化学エネルギー変換系を構築することを目的としている。本年度は、交付申請書の研究計画に記載した設計に基づいて流動システムを試作し、光化学反応を実施した。試作したシステムは当初計画していた二酸化炭素光還元系に適用するにはいくつかの問題点があることが判明したが、改良や反応系を選択することによってベシクルを反応場とする光エネルギー変換系のための有用な手法となることが明らかになった。
本研究の流動システムで用いるセルは固定相と流動相を半透膜で仕切った構造をもつが、ポリジメチルシロキサンを型枠とし、セルロース半透膜をフレームシールで挟み込むことによって目的とするセルの製作に成功した。さらに蛍光剤を用いた予備実験により、固定相の溶液に含まれるベシクルが流動相を送液してもそのまま保持されること、および流動相の溶液に含まれる溶質が半透膜を通して固定相に拡散することを確認した。次いで、疎水場に二酸化炭素還元触媒を含むベシクル溶液を固定相、増感剤と電子供与体の水溶液を流動相とし、製作した流動システムを用いて光反応を行ったが、一酸化炭素は検出されなかった。種々の検討の結果から、この反応系では反応物である二酸化炭素を溶解させておく必要があるが、送液による圧力変化で溶液中の二酸化炭素濃度が不安定になることが原因と考えられた。副生成物である水素は検出されることから、本流動システムは、光水素発生反応など反応物が溶液中にある光反応系に適していることが明らかになった。
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