| 研究課題/領域番号 |
17H04799
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
ナノ材料化学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
楊井 伸浩 九州大学, 工学研究院, 准教授 (90649740)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2017年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
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| キーワード | フォトン・アップコンバージョン / 励起三重項 / 近赤外光 / S-T吸収 / 分子集合体 / ヒドロゲル / オプトジェネティクス / 光物性 / ナノ粒子 |
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| 研究成果の概要 |
生体透過性の高い近赤外光から可視光へのアップコンバージョンは生体内光源としての応用が期待されている。しかし、近赤外光を可視光へと効率良くアップコンバージョンすることは容易ではなく、また水中に溶存する酸素分子による消光が問題となっていた。そこで本研究では、基底状態から三重項状態への直接遷移 (S-T 吸収) を示す金属錯体を三重項増感剤として用い、また酸素バリア能を有する分子集合体を開発することにより、空気中・水中で近赤外光を可視光へと変換することに成功した。アップコンバージョン発光により神経細胞の形態制御にも成功し、分子系アップコンバージョンを用いた初のオプトジェネティクスを実現した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
分子の励起三重項を用いたアップコンバージョンにより空気中・水中において近赤外光を可視光へと変換する材料の開発に成功し、オプトジェネティクスへの応用を初めて実証した。この研究を通じ、励起三重項を自在に発生して安定化する技術を開発し、更には励起三重項のみならず他の空気中で不安定な化学種を用いた機能性材料の開発にも繋がる重要な知見を得た。本研究で見出した方法論を基により高効率なアップコンバージョン材料を開発することで、太陽電池や人工光合成といった太陽光エネルギーの利用技術の高効率化や、光線力学療法やオプトジェネティクスといったバイオ分野への応用に繋がると期待される。
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