共役炭素ナノ材料およびペプチド複合体による超広域光捕集系の構築
Publicly Offered Research
| Project Area | Chemical conversion of solar energy by artificial photosynthesis: a breakthrough by fusion of related fields toward realization of practical processes |
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| Project/Area Number |
15H00860
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
山本 洋平 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (40589834)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 光捕集 / 光触媒 / ペプチド / 金属ナノ粒子 / グラフェン / ポリマー / 水素発生 / エネルギー移動 / 共役炭素 / 人工光合成 / 酸化グラフェン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[1] ペプチドβシート電荷分離系：DおよびA分子部位を付与した人工アミノ酸として、リシンの側鎖末端に金ナフタレンジイミドとポルフィリンを導入した分子を合成した。作製した人工ペプチドβシートを用いて、光照射下の導電挙動について確認した。光誘起電子移動効率（蛍光消光）、電荷分離状態の寿命（時間分解蛍光）や生成した電荷キャリアの輸送特性（時間分解マイクロ波電導度測定）、光起電デバイス構築による光電変換特性、およびオリゴペプチドのDAユニット数と光伝導性との相関について検討し、最適なユニット数を導いた。
[2] グラフェンーペプチド複合体：酸化グラフェンのカルボキシ基や水酸基とリシン側鎖との結合を利用して、酸化グラフェンーペプチド複合体を形成した。金属ナノパーティクル（金、銅など）を別のアミノ酸側鎖部位（システイン、グルタミン酸、ヒスチジン）に結合することにより、電子供与体／触媒ーペプチドー酸化グラフェン複合体を形成した。さらに、酸化グラフェンを還元し、グラフェン複合体とし、グラフェンの分散状態を保持した状態で表面に金属触媒を高密度に担持した。白金微粒子を担持したペプチドー酸化グラフェン複合体を用い、微粒子による触媒機能について検討し、高い触媒効率を実現した。
[3] 高分子マイクロ球体光捕集系：マイクロ球体間の超長距離エネルギー輸送（光閉じ込めと光伝達）により、特定のポリマー高分子マイクロ球体へ光エネルギーを集光し、球体間光伝搬と光捕集・エネルギー変換を実現した。酸化グラフェン等の高屈折率２次元層状物質で被覆したπ共役高分子マイクロ球体を用いた、広範囲光捕集を実現した。酸化グラフェンーπ共役高分子間における電荷分離状態の形成を確認した。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(94 results)
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[Journal Article] Conjugated Polymer Blend Microspheres for Efficient, Long-Range Light Energy Transfer2016
Author(s)
Soh Kushida, Daniel Braam, Thang Duy Dao, Hitoshi Saito, Kosuke Shibasaki, Satoshi Ishii, Tadaaki Nagao, Akinori Saeki, Junpei Kuwabara, Takaki Kanbara, Masashi Kijima, Axel Lorke, Yohei Yamamoto
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Journal Title
ACS Nano
Volume: 10
Issue: 5
Pages: 5543-5549
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Cysteine-containing oligopeptide β-sheets as redispersants for agglomerated metal nanoparticles2015
Author(s)
Tsukasa Mizutaru, Taro Sakuraba, Toru Nakayama, Galina Marzun, Phillip Wagener, Christoph Rehbock, Stephan Barcikowski, Katsuhisa Murakami, Junichi Fujita, Noriyuki Ishii, Yohei Yamamoto
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Journal Title
J. Mater. Chem. A
Volume: 3
Issue: 34
Pages: 17612-17619
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Whispering Gallery Resonance from Self-Assembled Microspheres of Highly Fluorescent Isolated Conjugated Polymers2015
Author(s)
Soh Kushida, Daniel Braam, Chengjun Pan, Dao Duy Thang, Kenichi Tabata, Kazunori Sugiyasu, Masayuki Takeuchi, Satoshi Ishii, Tadaaki Nagao, Axel Lorke, Yohei Yamamoto
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Journal Title
Macromolecules
Volume: 48
Issue: 12
Pages: 3928-3933
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Whispering Gallery Mode-Mediated Cascading Energy Transfer through Coupled Conjugated Polymer Blend Microcavities2016
Author(s)
Soh Kushida, Daniel Braam, Thang Dao, Hitoshi Saito, Kosuke Shibasaki, Satoshi Ishii, Tadaaki Nagao, Akinori Saeki, Junpei Kuwabara, Takaki Kanbara, Masashi Kijima, Axel Lorke, Yohei Yamamoto
Organizer
CEMSupra2016
Place of Presentation
東大本郷キャンパス（東京都文京区）
Year and Date
2016-01-13
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] Whispering Gallery Mode photoemission from π-Conjugated Polymer Microspheres and Efficient Intersphere Energy Transfer2015
Author(s)
Soh Kushida, Daniel Braam, Dao D. Thang, Kosuke Shibasaki, Hitoshi Saito, Satoshi Ishii, Tadaaki Nagao, Junpei Kuwabara, Takaki Kanbara, Masashi Kijima, Axel Lorke, Yohei Yamamoto
Organizer
Pacifichem2015
Place of Presentation
ホノルル、アメリカ合衆国
Year and Date
2015-12-15
Related Report
Int'l Joint Research
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