2016 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of innovative near-infrared photoluminescence probe based on nanocarbons by chemical functionalization
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26286012
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| Research Institution | Tokyo Gakugei University |
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Principal Investigator |
前田 優 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (10345324)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ / 化学修飾 / ラマン分光 / 熱重量分析 / 近赤外蛍光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までにカーボンナノチューブの近赤外発光の特性の制御を目的に、二段階還元的アルキル化反応により、近赤外領域に新たな発光が生じること、アルキル化カーボンナノチューブを嫌気下で熱処理すると付加基の脱離がおこり化学修飾率を制御することができること、熱処理によりアルキル化カーボンナノチューブの化学修飾率を最適化すると、新たに生じる発光の効率を向上できることを見出している。
一段階の還元的アルキル化反応を行ったところ、２つの新たな近赤外発光が生じた。これは付加基の構造には依存しなかった。そこで、反応活性点を１つあるいは２つ有する反応試薬を用いてアルキル化カーボンナノチューブを合成した。これらのアルキル化カーボンナノチューブを分析したところ、カーボンナノチューブ上の付加基同士が近傍に位置する場合にストークスシフトの大きな発光が発現することを支持する結果が示された。さらに、ストークスシフトの程度は新たに生じた発光の寿命とその波長を励起波長とするup conversion発光の効率に大きく影響することを明らかにした。
アルキル化カーボンナノチューブの熱処理による脱離反応について、付加基の構造によって脱離反応のおこりやすさが異なること、脱離反応前の化学修飾率の違いが脱離反応後の発光特性に大きく影響することを明らかにした。
光酸化したカーボンナノチューブについて、光反応時間に応じて発光効率を制御できることを明らかにした。また、光酸化したカーボンナノチューブについて熱処理による化学修飾率制御を検討した。酸化の程度が低い場合には酸素原子が脱離しやすく、熱処理が発光特性の制御に有効であることが示された。一方酸化の程度が大きい場合には熱処理により分解が進行し、カーボンナノチューブの発光特性の制御には不適であることがわかった。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Thermal Stability of Oxidized Single-Walled Carbon Nanotubes: Competitive Elimination and Decomposition Reaction Depending on the Degree of Functionalization2016
Author(s)
Yutaka Maeda, Erika Sone, Akane, Nishino, Wei-Wei Wang, Michio Yamada, Mitsuaki Suzuki, Jun Matsui, Masaya Mitsuichi, Toshiya Okazaki, Shigeru Nagase
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Journal Title
Chem. Eur. J.
Volume: 22
Pages: 15373-15379
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Tuning of the photoluminescence and up-conversion photoluminescence properties of single-walled carbon nanotubes by chemical functionalization2016
Author(s)
Yutaka Maeda, Shun Minami, Yuya Takehana, Jing Dong Guo, Shun Aota, Kazunari Matsuda, Yuhei Miyauchi, Michio Yamada, Mitsuaki Suzuki,Rui-Sheng Zhao, Xiang Zhao, Shigeru Nagase
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Journal Title
Nanoscale
Volume: 8
Pages: 16916-16921
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Contorol of photoluminescence properties of single-walled carbon nanotubes by chemical functionalization2016
Author(s)
Yutaka Maeda, Yuya Takehana, Shun Minami, Akane Nishino, Jing-S. Dang, Wai-W. Wang, Kazunari Matsuda, Yuhei Miyauchi, Michio Yamada, Mitsuaki Suzuki, Xiang, Zhao, Shigeru Nagase
Organizer
CNT25 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CARBON NANOTUBE in Commemoration of its Quarter-Century Anniversary
Place of Presentation
東工大蔵前会館（東京都目黒区）
Year and Date
2016-11-17 – 2016-11-17
Int'l Joint Research
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