2014 Fiscal Year Research-status Report
発光性配位高分子ナノ結晶の励起エネルギーダイナミクスの研究
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26410063
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小林 厚志 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50437753)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 配位高分子 / 光反応 / 金属錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、これまで申請者が見出してきた Pt(II)、Ru(II)錯体配位子から成る発光性多孔質配位高分子を基盤として、１）配位モジュレーション法を用いたメゾスコピック領域へのダウンサイジング、２）光アンテナ系の構築と電子正孔対の空間分割を目指した機能性分子の表面固定化、の２つの合成化学的アプローチを駆使して、メゾスコピック領域における光励起エネルギーダイナミクスの解明と制御法の開発を目的として研究を展開中である。
研究初年度となる平成２６年度は、発光性Ru(II)錯体配位子からなる配位高分子のナノ結晶化と架橋金属イオン置換型新規配位高分子の開発に注力した。すでに得られていたMgおよびSrイオンを用いた配位高分子では、その結晶子サイズを「配位モジュレーション法」を利用してメゾスコピック領域まで縮小すると、その光増感反応効率が劇的に向上することを見出した。それに加えて、テトラメチルアンモニウム塩を共存させると、その反応効率が減少することを確認しており、結晶表面における静電相互作用が重要な役割を果たしていることも確認している。
一方、Ru(II)錯体配位子を架橋する金属イオンが光増感反応に対してどのような効果を及ぼすのかを明らかにするべく、これまでのアルカリ土類金属イオンからランタノイドイオンへの置換を検討し、La(III)イオンを用いた配位高分子の単離、構造解析に成功した。これまでのSr(II)やMg(II)イオンを用いたものとは異なり、厚さ約3nmの擬二次元シート構造を構築していることが分かった。また非架橋型La(III)イオンも同時に存在しており、これらを置換することで新たな機能性を付与できると期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は３カ年計画で実施する予定であり、研究初年度に新しい配位高分子が得られたことは今後の研究発展にとって非常に重要な進捗だと言える。また光増感反応についても、静電相互作用が重要であることを見出しており、メゾスコピック領域における光反応性の開拓にむけて、有望な指針を得たと判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は新しく得られたLa(III)イオンを用いた配位高分子に対して、配位モジュレーション法を基本としてナノサイズ化を検討しながら、その光増感反応について各種分光測定や電気化学測定を駆使して解明していく予定である。それと平行して、架橋金属イオンがどのような影響を与えているのか？をさらに詳細に検討するべく、金属イオンの置換についても引き続き検討する。
また新たに精密なナノサイズ化とそのサイズ効果の解明を目的に、シリカや酸化チタンなどの無機ナノ粒子を担体としたRu(II)錯体の固定、積層化についても着手する。
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| Causes of Carryover |
新年度移行へ向けた予備予算を目的に初年度経費の10％程度を確保した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度経費と含めて、研究に必須な合成用試薬や測定用消耗品の購入などへ使用する予定である。
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