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Development of multi-functional one-dimensional nanostructures formed through high energy charged particle triggered chemical reactions

Research Project

Project/Area Number 17F17085
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Nuclear engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

関 修平  京都大学, 工学研究科, 教授 (30273709)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) MA JUN  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords放射線 / 重合 / 電子線 / 時間分解 / 乖離性電子付着 / イオン / ナノワイヤ / STLiP / パルス / 電子付着
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では次の二つの課題について研究を進めてきた:(1) 有機薄膜への高エネルギー荷電粒子(重粒子線)照射を用いたナノ構造体の形成、(2) パルス電子線照射を用いた短寿命電子の生成とそのヌクレオシドへの電子付着と結合解離過程。まず、(1)については、単一粒子誘発ナノ加工法(Single Particle Triggered Linear Polymerization法)を用いて、光電子機能分子としてよく用いられるスピロビフルオレン固体膜に対し、サイクロトロンで加速した350 MeV に加速されたXe粒子を照射し、ナノワイヤの形成に成功した。形成されたナノワイヤは基質分子の光学特性をよく反映した高効率発光を示すと同時に、重合反応による共役電子構造の発達により、高い電子伝導特性を示すことが明らかとなった。後者は、時間分解マイクロ波伝導度測定法を用いて確認され、電子受容分子のナノワイヤ表面への吸着により光電荷分離効率が大幅に向上すること、同時に発行の強いクエンチングが起こること、からデュアルモードセンシング材料として利用可能であることが明らかとなった。(2)については、リボチミジンがジエチレングリコール溶媒下でのピコ秒パルス電子線照射により、熱化前電子の解離性電子付着反応を介して結合開裂が起こることを明らかにした。極短パルス電子線はフランス・パリ南大学および東京大学の加速を用いて比較対象して検証し、米国・オークランド大学による理論計算結果との良い整合性を得た。熱化前電子の反応を直接捉えた例はほとんどなく、国際共著論文として発表を行った。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] CNRS/Université Paris-Sud,(フランス)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Oakland University(米国)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Observation of dissociative quasi-free electron attachment to nucleoside via excited anion radical in solution2019

    • Author(s)
      Jun Ma, Anil Kumar, Yusa Muroya, Shinichi Yamashita, Tsuneaki Sakurai, Sergey A. Denisov, Michael D. Sevilla, Amitava Adhikary, Shu Seki, Mehran Mostafavi
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 102-102

    • DOI

      10.1038/s41467-018-08005-z

    • NAID

      120006549300

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Conjugated Nanowire Sensors via High-Energy Single-Particle-Induced Linear Polymerization of 9,9'-Spirobi[9H-Fluorene] Derivatives2018

    • Author(s)
      S. Sakaguchi, T. Sakurai, J. Ma, M. Sugimoto, T. Yamaki, A. Chiba, Y. Saito, and S. Seki
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B

      Volume: 122(36) Issue: 36 Pages: 8614-8623

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b06310

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultrafast Electron Attachment and Hole Transfer Following Ionizing Radiation of Aqueous Uridine Monophosphate2018

    • Author(s)
      Ma Jun、Denisov Sergey A.、Marignier Jean-Louis、Pernot Pascal、Adhikary Amitava、Seki Shu、Mostafavi Mehran
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 9 Issue: 17 Pages: 5105-5109

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.8b02170

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Durian-Shaped CdS@ZnSe Core@Mesoporous-Shell Nanoparticles for Enhanced and Sustainable Photocatalytic Hydrogen Evolution2018

    • Author(s)
      Lian Zichao、Sakamoto Masanori、Kobayashi Yoichi、Tamai Naoto、Ma Jun、Sakurai Tsuneaki、Seki Shu、Nakagawa Tatsuo、Lai Mingwei、Haruta Mitsutaka、Kurata Hiroki、Teranishi Toshiharu
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 9 Issue: 9 Pages: 2212-2217

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.8b00789

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Combined Spectroscopy Technique of Electromagnetic Waves for Electric Conductivity of Molecular Materials2018

    • Author(s)
      Ma Jun, Shu Seki
    • Organizer
      Materials PLUS 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Ultrafast chemistry of radical ions following ionization of liquid water2017

    • Author(s)
      J. Ma, M. Mostafavi, H. J. Wörner, S. Seki
    • Organizer
      第60回放射線化学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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