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DNA色素複合体を基盤とする光能動素子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17K06033
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 デバイス関連化学
研究機関公立千歳科学技術大学

研究代表者

川辺 豊  公立千歳科学技術大学, 理工学部, 教授 (90305954)

研究分担者 大越 研人  公立千歳科学技術大学, 理工学部, 教授 (60500139)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードDNA / 色素レーザー / 光異性化反応 / 動的回折格子 / ホログラフィー / アゾ色素 / DNA複合体 / 光異性化 / 生体材料 / 高分子構造・物性 / 高性能レーザー / 応用光学・量子光工学
研究成果の概要

本研究は再生可能な生物資源を電子・光デバイスに応用し、高度化・省資源化を図る試みの一環である。中でもDNAはその複雑な構造から、さまざまな機能を搭載する上で好都合であることから、我々はDNA中に発光性色素を導入した際の発光の増強効果を利用した色素レーザーの研究を行ってきた。本研究においては、新たに光反応性色素を付加し、小型かつ波長可変なレーザー光源を試作した。特にレーザーの長寿命化や、面発光などの高度な機能化が期待され、将来的には医療、環境計測等への応用が可能となる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

持続可能な未来を築くには、再生可能な資源を高度に活用する必要がある。材料面からのアプローチとしては鉱物由来の物質を、軽量安価な生体由来のものに置き換えることは有意義である。現在、有機材料によるティスプレイ・光源が普及しつつあるが、生体材料の持つ機能性を活用することも重要である。われわれはこのような観点からDNA材料を基本とする軽量簡便なレーザー素子の開発を目指し、本研究において実験室レベルにおいて一定の成功を得た。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うちオープンアクセス 4件、 査読あり 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 13件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Photo-induced birefringence and photo-induced transparency observed in azo chromophores embedded in DNA complex composites2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe
    • 雑誌名

      Proceedings of CIF19

      巻: 1 ページ: 31-35

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Progress in DNA Photonics and Electronics; Tribute to Naoya Ogata2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe, Junichi Yoshida
    • 雑誌名

      Nonlinear Optics and Quantum Optics

      巻: 50 ページ: 123-136

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incorporation of photo-controllable molecules in tunable DNA dye laser system2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 10738 ページ: 16-16

    • DOI

      10.1117/12.2320947

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Light amplification and photo-isomerization characteristics of laser dyes and azo molecules incorporated into DNA-complex systems2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe, Kento Okoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 10801 ページ: 1080106-1080106

    • DOI

      10.1117/12.2325290

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Discrimination of photo-induced isomerization and molecular reorientation processes in azobenzene derivative doped in a polymer2018

    • 著者名/発表者名
      Kawabe Yutaka、Okoshi Kento
    • 雑誌名

      Optical Materials Express

      巻: 8 号: 2 ページ: 332-332

    • DOI

      10.1364/ome.8.000332

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fluorescence enhancement of hemicyanines bound to DNA or DNA-complex and their application to dye laser2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Suzuki, Yutaka Kawabe
    • 雑誌名

      Optical Materials Express

      巻: 7巻 号: 6 ページ: 2062-2068

    • DOI

      10.1364/ome.7.002062

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thin film DNA-complex-based dye lasers fabricated by immersion and conventional processes2017

    • 著者名/発表者名
      Kawabe Yutaka、Suzuki Yuki
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 10355巻 ページ: 4-4

    • DOI

      10.1117/12.2273099

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Induced circular dichroism and laser action of hemicyanine dyes coupled to DNA and DNA-complex2017

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe, Yuki Suzuki, Takuya Tanaka, Kento Okoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 10440巻 ページ: 5-5

    • DOI

      10.1117/12.2277394

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Influence of matrix polymer molecular weight on photo-induced transmission of azobenzene derivative doped in a polymer2017

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe, Reo Otsubo
    • 雑誌名

      Proceedings of CIF18

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] DNA/CTMA/シアニン色素/アゾカルバゾール複合体における光異性化反応2020

    • 著者名/発表者名
      宮崎真弥、藤久陸、大越研人、川辺豊
    • 学会等名
      第54回(2019年度)高分子学会北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Photo-induced processes of azo molecules doped in neat and blended DNA-lipid complex2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe
    • 学会等名
      Sixth International Workshop on Advanced, Nano- and Biomaterials and Their Applications (nabm6)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thin film dye lasers composed of DNA-complex and functional dyes2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe, Kento Okoshi
    • 学会等名
      15th International Conference on Frontiers of Polymers and Advanced Materials (ICFPAM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical properties of excited-state donor-acceptor complex formed in polymer films2019

    • 著者名/発表者名
      Takuru Yasuda, Hisaya Oda, Yutaka Kawabe
    • 学会等名
      20th Chitose International Forum on Science & Technology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoisomerization of azo-carbazole derivatives in DNA/CTMA complex2019

    • 著者名/発表者名
      Masaya Miyazaki, Riku Fujihisa, Kento Okoshi, Yutaka Kawabe
    • 学会等名
      20th Chitose International Forum on Science & Technology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA/CTMA/アゾカルバゾール複合体における光異性化反応2019

    • 著者名/発表者名
      宮崎真弥、藤久陸、大越研人
    • 学会等名
      高分子学会北海道支部2019年度サマーユニバーシティ&若手会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DNA/CTMA/アゾカルバゾール複合体における光異性化反応2019

    • 著者名/発表者名
      大沼正幸、加藤樹、大越研人、川辺豊
    • 学会等名
      第53回(2018年度)高分子学会北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Application of DNA-complex to active photonic devices (invited),2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe
    • 学会等名
      11th International Conference on Nanophotonics, ICNP2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Incorporation of photo-controllable molecules in tunable DNA dye laser system (Invited Paper)2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe
    • 学会等名
      SPIE Optics and Photonics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Light amplification and photo-isomerization characteristics of laser dyes and azo molecules incorporated into DNA-complex systems (Invited Paper)2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe, Kento Okoshi
    • 学会等名
      SPIE Security + Defence
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photo-induced birefringence and photo-induced transparency observed in azo chromophores embedded in DNA complex composites2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe
    • 学会等名
      19th Chitose International Forum on Photonics Science & Technology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Discrimination between photoisomerization and molecular reorientation processes in azo dye-doped polymer2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe, Kento Okoshi
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thin film DNA-complex-based dye lasers fabricated by immersion process2017

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe, Yuki Suzuki
    • 学会等名
      SPIE Optics and Photonics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical characteristics and light amplification in hemicyanine doped DNA-complex thin films2017

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe, Yuki Suzuki, Kento Okoshi
    • 学会等名
      SPIE Security + Defence
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Influence of dye concentration and polymer molecular weight on photo-induced effects of azobenzene derivative doped in a polymer2017

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe, Reo Otsubo
    • 学会等名
      18th Chitose International Forum on Photonics Science & Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectroscopic studies of hemicyanine dyes coupled to DNA and DNA-complex2017

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kawabe, Kento Okoshi
    • 学会等名
      18th Chitose International Forum on Photonics Science & Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高分子にドープしたアゾベンゼン誘導体の光誘起二色性のメカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      川辺豊、大越研人
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] Influence of matrix polymer molecular weight on

    • URL

      https://www.chitose.ac.jp/info/cif18/files/P16CIF18.pdf

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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