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ナノ素構造体の動的階層構造を電位で可逆制御することによる界面機能化

研究課題

研究課題/領域番号 16350077
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機能物質化学
研究機関長崎大学

研究代表者

相樂 隆正  長崎大学, 工学部, 教授 (20192594)

研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
15,100千円 (直接経費: 15,100千円)
2006年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2005年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2004年度: 10,300千円 (直接経費: 10,300千円)
キーワード電極表面 / 超薄膜 / 表面・界面物性 / 金属ナノ粒子 / デンドリマー / ビオロゲン / ダイナミクス / 相転移 / ナノ材料 / 吸脱着 / 赤外反射分光法 / 蛍光性デンドリマー / 両親媒性長鎖分子 / 長鎖分子集合組織
研究概要

1.ナノ素構造体の電極表面での吸着状態、配向、ミクロ化学環境、分子組織や、それらの電位駆動ダイナミクスの精密な把握をin situに可能にすることが、本研究の基礎的な手法として重要であった。この目的に関し、以下の成果を得た。(1)電位変調紫外・可視反射分光法を高度化し、巨大分子の吸着配向を決定する方法を確立するとともに、不可逆過程をステップ法で高感度長時間追跡することを可能にした。(2)赤外反射分光系を構築した。(3)ハンギングメニスカス配置の電極において、蛍光スペクトル測定のみならず、蛍光顕微動画イメージングに成功した。
2.液体アルカン、両親媒性分子組織、ビオロゲン吸着層、蛍光性デンドリマー、表面修飾金ナノ粒子などに関し、研究題目を目標とした研究を推進することによって得た主な成果は以下のようである。
(1)アルカンのみであっても、Au(111)電極上で可逆電位応答すること、変化は電極表面から長距離にまで及ぶことがわかった。
(2)末端に眼脱着活性基としてピリジル基やイミダゾリル基を持つ一群の長鎖分子組織のAu(111)電極上でのナノレベル電位応答性を体系的に把握できた。
(3)種々のビオロゲン分子のHOPG電極表面上における2次元相転移において、分子間相互作用の挙動決定因子としての意味を解明し、2成分混合系の挙動階層性を明らかにした。
(4)吸着デンドリマーの電子移動反応への特異的影響を発見した。また、電位応答挙動を追跡した。
(5)表面修飾金ナノ粒子の電位駆動吸脱着のダイナミクス、充放電のダイナミクスと共存アニオン効果、修飾分子や粒子密度の電位応答性への効果などが明らかになった。
3.以上の成果は、分子メカニズムにさらに踏み込んで階層性を究明すれば、ナノダイナミクスを設計し、新しい機能性を発現する系の開発に確実に展開できることを示したものと言える。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (23件) 図書 (8件)

  • [雑誌論文] Phase Transition Behavior of Two-component Viologen Adsorption Layers on a HOPG Electrode Surface2007

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Tanaka
    • 雑誌名

      Electrochemistry Communications 9・4

      ページ: 741-746

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Voltammetrtic Study of Two-Dimensional Phase Transition Processes of Carboxylated Viologens at a HOPG Electrode as a Typical Organization Process of Molecules Possessing Multiple Interaction Sites2007

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Tanaka
    • 雑誌名

      Bulletin of Chemical Society of Japan (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase Transition Behavior of Two-component Viologen Adsorption Layers on a HOPG Electrode Surface2007

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Tanaka
    • 雑誌名

      Electrochemistry Communications 9(4)

      ページ: 741-746

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Voltammetrtic Study of Two-Dimensional Phase Transition Processes of Carboxylated Viologens at a HOPG Electrode as a Typical Organization Process of Molecules Possessing Multiple Interaction Sites2007

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Tanaka
    • 雑誌名

      Bulletin of Chemical Society of Japan (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic Behaviors of Molecular Assemblies and Nano-Substances at Electrified Interfaces in Bottom-up Nanofabrication : Supramolecules, Self- Assemblies, and Organized Films2007

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 雑誌名

      American Scientific Publishers (in press)

      ページ: 27-27

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Voltammetric Study of Two-Dimensional phase Transition Processes of Carboxylated Viologens at a HOPG Electrode as a Typical Organization Process of Modecules Possessing Multiple Interaction Sites2007

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Tanaka
    • 雑誌名

      Bulletin of Chemical Society of Japan 印刷中(印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Time dependent spectral change upon potential step perturbation for Au nanoparticles immobilized on an organic monolayer-modified ITO electrode2006

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Toyota
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects 286・1-3

      ページ: 62-69

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Estimation of the orientation of heme in cytochrome c immobilized on a carboxylate-terminated alkanethiol monolayer on a Au electrode by the use of electroreflectance spectroscopy with polarized light incidence2006

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 110・33

      ページ: 16550-16558

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Time dependent spectral change upon potential step perturbation for Au nanoparticles immobilized on an organic monolayer-modified ITO electrode2006

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Toyota
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects 286(1-3)

      ページ: 62-69

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Estimation of the orientation of heme in cytochrome c immobilized on a carboxylate-terminated alkanethiol monolayer on a Au electrode by the use of electroreflectance spectroscopy with polarized light incidence2006

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 110(3)

      ページ: 16550-16558

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] UV-visible reflectance spectroscopy of thin organic films at electrode surface in Advance in Electrochemical Science and Engineering, Volume X : In situ Spectroscopic and Diffraction Methods2006

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 雑誌名

      Wiley-VCH Verlarg, GmbH, Weinheim

      ページ: 48-48

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Time dependent spectral change upon potential step perturbation for Au nanoparticles immobilized on an organic monolayer-modified ITO electrode2006

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Toyota
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects (未定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Molecular Structure Dependence of the Phase Transition Spike Response of Viologens at an HOPG Electrode Using Bisviologen and Carboxylated Viologen2005

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 雑誌名

      Journal of Electrochemical Society 152・8

    • NAID

      120006983317

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Potential-Driven Dynamic Behavior of Surface Modified Gold Nanoparticles at a Au(111) Electrode Surface2005

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology Vol. 3

      ページ: 141-144

    • NAID

      130004438937

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular Structure Dependence of the Phase Transition Spike Response of Viologens at an HOPG Electrode Using Bis-viologen and Carboxylated Viologen2005

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 雑誌名

      Journal of Electrochemical Society 158(8)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Potential-Driven Dynamic Behavior of Surface Modified Gold Nanoparticles at a Au(III) Electrode Surface2005

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 3

      ページ: 141-144

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 2D Phase Transition of Viologens on HOPG Surfaces in Electrode Processes VII2005

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 雑誌名

      The Electrochemical Society, Pennington

      ページ: 12-12

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular Structure Dependence of the Phase Transition Spike Response of Viologens at an HOPG Electrode Using Bis-viologen and Carboxylated Viologen2005

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 雑誌名

      Journal of Electrochemical Society 152・8

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Potential-Driven Dynamic Behavior of Surface Modified Gold Nanoparticles at a Au(111) Electrode Surface2005

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 3巻

      ページ: 141-144

    • NAID

      130004438937

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of Molecular Structure Dependence of the Phase Transition Spike Response of Viologens at an HOPG Electrode using Bis-viologen and Carboxylated Viologen2005

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 雑誌名

      Journal of Electrochemical Society (未定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Double potential step chrono-reflectometory approach to bi-stable potential region of the faradaic phase transition of heptyl viologen at a HOPG electrode2004

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry 567・2

      ページ: 193-202

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Double potential step chrono- reflectometory approach to bi-stable potential region of the faradaic phase transition of heptyl viologen at a HOPG electrode2004

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry 567(2)

      ページ: 193-202

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Double potential step chrono-reflectometory approach to bi-stable potential region of the faradaic phase transition of heptyl viologen at a HOPG electrode2004

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry 567巻

      ページ: 193-202

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Dynamic Behaviors of Molecular Assemblies and Nano-Substances at Electrified Interfaces in Bottom-up Nanofabrication : Supramolecules, Self-Assemblies, and Organized Films2007

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 総ページ数
      27
    • 出版者
      American Scientific Publishers
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] Dynamic Behaviors of Molecular Assemblies and Nano-Substances at Electrified Interfaces2007

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 総ページ数
      27
    • 出版者
      American Scientific Publishers
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] UV-visible reflectance spectroscopy of thin organic films at electrode surface in Advance in Electrochemical Science and Engineering, Volume X : In situ Spectroscopic and Diffraction Methods2006

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 総ページ数
      48
    • 出版者
      Wiley-VCH Verlarg, GmbH, Weinheim
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] "UV-visible reflectance spectroscopy of thin organic films at electrode surface" in "Advances in Electrochemical Science and Engineering", Volume X : "In situ Spectroscopic and Diffraction Methods"2006

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 出版者
      Wiley-VCH Verlarg, GmbH, Weinheim(未定)
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] "Dynamic Behaviors of Molecular Assemblies and Nano-Substances at Electrified Interfaces" in "Bottom-up Nanofabrication : Supramolecules, Self-Assemblies, and Organized Films"2006

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 出版者
      American Scientific Publishers(未定)
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 2D Phase Transition of Viologens on HOPG Surfaces inElectrode Processes VII2005

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Sagara
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      The Electrochemical Society, Pennington
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 「有機薄膜(LB、SAM)」、実験化学講座改訂5版、第27巻機能性物質、第5章1節1項(日本化学会編)2004

    • 著者名/発表者名
      相楽隆正
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      丸善
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 「有機薄膜(LB、SAM)」、実験化学講座改訂5版、第27巻機能性質、第5章1節1項 (日本化学会編)2004

    • 著者名/発表者名
      相樂隆正
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      丸善
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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