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局所化学修飾によるカーボンナノチューブの新規発光特性の開拓

Research Project

Project/Area Number 17J05028
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nanostructural chemistry
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

白石 智也  九州大学, 工学府, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsカーボンナノチューブ / フォトルミネッセンス / 光化学 / ナノ材料の分散 / 有機化学 / 近赤外発光 / 化学修飾 / 有機合成
Outline of Annual Research Achievements

本研究では化学修飾によりカーボンナノチューブ(CNT)上に新たな修飾構造を形成することで、CNTがもつ近赤外発光の波長制御及び長波長化を目指している。目的の修飾構造として、複数の修飾基が近接した修飾構造を提案しており、修飾分子の設計・合成により実現することを狙った。具体的には現在までの研究の進歩状況では、CNT上に修飾点数を増やすことがCNT発光波長の長波長化に有効であることがわかり、本目的のコンセプトを示すことに成功した。本年度は多点の修飾構造に対する基礎的知見を求めるために、発光イメージング測定により、1本のCNT上のどこで多点修飾構造による発光が観察されるか調べた。その結果、多点修飾構造による発光はバルクで観察した発光の50%程度を占めているにも関わらず、多点修飾構造はCNT上にわずかにしか存在しないことがわかった。この結果に対して、修飾反応の最適化により多点修飾構造の割合を増やすことで大幅な量子収率の向上を見込めることがわかった。修飾反応の最適化を目指して、CNTの分散剤・反応温度・光照射による反応時間の短縮化等の操作を行った結果、緩くCNTに吸着するsodium dodecyl sulfateが最も最適な分散剤であり、CNTを励起する光を照射することでCNT周りで選択的に修飾反応を誘導することに成功した。得られた知見はCNTと修飾反応の根幹に関わる内容であり、本研究の多点修飾構造形成に有効な反応条件の探索に有用であった。

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 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Substituent effects on the redox states of locally functionalized single-walled carbon nanotubes revealed by in situ photoluminescence spectroelectrochemistry2017

    • Author(s)
      Shiraishi Tomonari、Shiraki Tomohiro、Nakashima Naotoshi
    • Journal Title

      Nanoscale

      Volume: 9 Issue: 43 Pages: 16900-16907

    • DOI

      10.1039/c7nr05480g

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 複数のジアゾニウム基をもつ修飾分子を利用した カーボンナノチューブの近赤外発光の長波長化2018

    • Author(s)
      白石智也、白木智丈、藤ヶ谷剛彦
    • Organizer
      第55回化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation of substituent effects on the energy levels of locally-functionalized single-walled carbon nanotubes using in situ photoluminescence spectroelectrochemistry2018

    • Author(s)
      白石智也、白木智丈、中嶋直敏、藤ヶ谷剛彦
    • Organizer
      7th Workshop on Nanotube Optics and Nanospectroscopy (WONTON 2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 多点修飾によるカーボンナノチューブ近赤外発光の長波長化(Multipoint Chemical Modification that Induces Red-Shifted Near-Infrared Photoluminescence in Carbon Nanotubes)2017

    • Author(s)
      白石智也、白木智丈、中嶋直敏
    • Organizer
      第54回化学関連支部合同高分子九州大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Multipoint Chemical Modification that Induces Red-Shifted Near-Infrared Photoluminescence in Carbon Nanotubes2017

    • Author(s)
      Tomonari Shiraishi, Tomohiro Shiraki, Naotoshi Nakashima
    • Organizer
      第53回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 多官能性分子修飾によるカーボンナノチューブの発光変調2017

    • Author(s)
      白石智也、白木智丈、中嶋直敏
    • Organizer
      平成29年度九州地区高分子若手研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Proximal Modification for Near Infrared Photoluminescence Modulation of Carbon Nanotubes2017

    • Author(s)
      Tomonari Shiraishi, Tomohiro Shiraki, Naotoshi Nakashima
    • Organizer
      2017 MRS Fall Meeting
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 多点修飾によるカーボンナノチューブ 近赤外発光の長波長化2017

    • Author(s)
      白石智也、白木智丈、中嶋直敏
    • Organizer
      平成29年度高分子学会九州支部特別講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

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

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