2021 Fiscal Year Annual Research Report
天然光合成材料に学ぶ光学禁制遷移を介した近赤外光励起高効率二酸化炭素還元の実証
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of novel light energy conversion system through elucidation of the molecular mechanism of photosynthesis and its artificial design in terms of time and space |
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| Project/Area Number |
20H05091
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
八井 崇 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80505248)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 近接場光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、この非一様光場による二次高調発生（Second Harmonic Generation: SHG）を利用することで、近赤外光誘起による高効率二酸化炭素還元を実証することを目的とした。
具体的には光近接場に基づくSHGを利用して、近赤外光を活用したRu錯体の光駆動を検討した。まず、大小二種類の量子ドットと光硬化樹脂を混合し、光照射後に大量子ドットのスペクトル強度増大が最大となる量子ドットの割合を最適化した。得られたドロップレット（量子ドット凝集体）の作製時に、近接場光誘起のSHGを利用するため、得られたドロップレットでは強いSHG強度が期待される。その結果、ドロップレットを用いると、利用しない場合と比較してルテニウム錯体のPL増強（2.8倍）を観測することに成功した。
また、さらなる、ルテニウム錯体の発光増強のため、金ナノ粒子の検討を行った。その結果、金ナノ粒子を加えたことによるルテニウム錯体の発光強度増加を確認することに成功した。金ナノ粒子には球状の物と、表面に微小突起を有するナノアーチンの比較を行った。その結果、球状の金ナノ粒子を用いた場合に、より強いルテニウム錯体の発光強度得られた。また、粒径依存性も検討を行った。その結果、粒形が大きい条件ほど錯体の発光強度増加得られた。この結果は、より大きな表面積ほど多くの錯体が吸着するためであると考えられる。いずれの結果も励起波長800nmという近赤外光を用いており、近赤外光誘起による高効率二酸化炭素還元実現に向けた知見を得ることに成功した。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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