2015 Fiscal Year Research-status Report
共有結合型層状無機／有機複合体の層間での構造制御された光化学ナノ反応場の構築
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26420687
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
藤井 和子 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料プロセスユニット, 主任研究員 (90343871)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋爪 秀夫 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料プロセスユニット, 主任研究員 (70343861)
安藤 寿浩 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料プロセスユニット, グループリーダー (80343846)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 固体ナノ二次元空間 / 光化学反応 / 無機ー有機複合体 / 層状ケイ酸塩 / 有機誘導体 / 色素 / エネルギー移動 / 電子移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、固体中のナノオーダーの二次元空間に光化学反応基質(色素等)を共存させることにより、光誘起電子移動反応やエネルギー移動反応が起こる光化学ナノ反応場を構築し、さらに、光化学反応の高度制御を可能にすることである。このため、光化学反応基質間の距離や配向、割合等のナノオーダーでの構造制御にも挑む。具体的には、層状ケイ酸塩等の層状無機化合物と光化学反応基質が共有結合した共有結合型層状無機化合物／光化学反応基質複合体（前駆複合体と呼ぶ）を構築する。さらに、構築した前駆複合体の層間のナノオーダーの二次元空間に第二の光化学反応基質を共存させることで、光化学反応が起こる光化学ナノ反応場を創製する。
平成２7年度は、新規前駆複合体の創製を中心に研究を進めた。新規前駆複合体では、層状の無機部分の層間に光化学反応基質が共有結合で強固に固定されている。ワンポット合成法を駆使して創製を試みた。さらに、新規前駆複合体の合成が可能な範囲、すなわち、光化学反応基質の種類、割合を検討した。その結果、比較的広い範囲で新規前駆複合体を創製できた。特筆すべきは、無機部分の組成を広範囲で制御できるようになったことである。
無機部分の組成を当初の計画より広範囲で制御できるようになったため、次年度に研究予定の新規光化学ナノ反応場は、当初の計画より多様な光化学反応が起こる可能性が高くなった。
固体中のナノオーダーの二次元空間に色素などの光化学反応基質を取り込む研究は多数あるが、その多くは静電引力などの弱い力で吸着されている。このため、異種の光化学反応基質の共存は特異的な組み合わせ以外は困難だと報告されている。新規前駆複合体の創製は、当該研究分野の従来の課題を克服しうる重要な結果であると思われる。
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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
当初の計画通りモデル前駆複合体を用いた異種基質共存系の構築と評価、新規前駆複合体の創製を達成し、おおむね計画通りの進捗である。さらに、新規前駆複合体の無機部分の組成を、当初の計画より広範囲で制御可能となった。このため、次年度に実施予定の新規光化学ナノ反応場の構築可能範囲が広がり、多様な光化学反応が起こる可能性が高くなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度までに研究したモデル前駆複合体を用いた異種基質共存系の構築と評価の結果を踏まえ、平成２７年度に創成した新規前駆複合体を用いて、新規光化学ナノ反応場の構築の研究を推進したい。さらに、当初の計画より多様な光化学反応が起こる可能性が高くなったので、光化学反応の評価に当初の計画より力を入れて研究を進めたい。
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| Causes of Carryover |
平成２８年度は、新規前駆複合体を用いて新規光化学ナノ反応場の構築を研究する計画であるが、平成27年度に推進した研究の結果、新規前駆複合体の無機部分の組成が当初の計画より広い範囲で制御できるようになった。このため、当初の計画より多様な光化学反応が起こる可能性が高くなった。このような研究状況であるので、当初導入を計画していた赤外分光分析装置より光化学反応評価装置の方が、本研究課題においては重要な評価装置となった。平成２８年度に光化学反応装置を導入する方が、本研究課題の成果が高く見込めるため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
光化学反応評価装置に230万円、評価用消耗品に40万円、その他周辺小器具類に30万円使用する計画である。
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