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水和環境下における金属ポルフィリン化合物の励起エネルギー移行過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K23622
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0501:物理化学、機能物性化学、有機化学、高分子、有機材料、生体分子化学およびその関連分野
研究機関東京農工大学

研究代表者

熊谷 嘉晃  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60842739)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード励起エネルギー移行 / 金属ポルフィリン化合物 / 水和作用 / 光アンテナ分子 / 人工光合成 / 液体分子線 / 金属ポルフィリン多量体 / 水和環境 / 時分割X線オージェ電子分光 / 時分割X線光電子・オージェ電子分光
研究開始時の研究の概要

持続可能な社会を実現する上で, エネルギー問題は解決すべき社会課題である. その解決策の必然的選択肢として, 太陽光エネルギーを有効利用した化学合成である人工光合成が広く研究されている.
人工光合成デバイスをデザインする上での理想環境として水溶液が挙げられる. 本研究では, 人工光合成における光アンテナ分子, 金属ポルフィリン化合物, とくに水和環境下におけるその電子状態・構造変化に着目する. すなわち, 水和金属ポルフィリン化合物における光エネルギー移行過程を観測し, 水和環境の協働作用を解明する. 本研究成果の活用により,人工光合成エネルギー効率の向上が期待される.

研究成果の概要

持続可能な社会を実現する上で, 環境・エネルギー問題の解決は人類における喫緊の課題である. その解決策として, 人工光合成が広く研究されている. 人工光合成における光アンテナ分子として, 金属ポルフィリン化合物が着目されている.
当該課題の最終目標は, 金属ポルフィリン化合物の励起エネルギー移行効率への協同的な水和作用を明らかにすることである.
当該研究期間では, 水和試料を真空実験装置へ導入する液体分子線システムを改良した. 新たなノズルにより, 液体分子線試料の経時変化を小さく抑えることに成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

当該研究期間で開発された液体分子線ノズルは, 真空環境下においても, 液体分子線試料の経時変化を小さく抑えることを可能にする. 当該液体分子線ノズルは, 水和金属ポルフィリン化合物の励起エネルギー移行効率を観測する上で不可欠である.
さらに, 水和金属ポルフィリン化合物のみならず様々な水溶液試料に対して, 真空環境下における実験的研究を行う上で, 液体分子線試料の経時変化の抑制が重要であることは明白である. 当該研究成果は, 更なる応用的研究の発展を促すと期待される.

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2022-01-27  

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