| 研究課題/領域番号 |
21K05012
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分32020:機能物性化学関連
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
小林 洋一 立命館大学, 生命科学部, 教授 (10722796)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | ナノ結晶 / フォトクロミズム / 電荷分離 / 励起状態ダイナミクス / 半導体ナノ結晶 / 過渡吸収 / 半導体 / 温度依存性 / 電子移動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
熱消色型（T型）フォトクロミズムは自動調光ガラス、医薬品やブランド品などの偽造防止ラベル、書き換え可能なホログラムなど、幅広い産業分野での応用が期待されている。その一方で、実用材料に求められる、①安価で大量供給が可能、②高い光感度、③速い消色速度、④消色過程が温度に依存しない特性すべてを満足するものはなく、特に④は克服できる材料すらなかった。本研究課題では、近年申請者が開発した「温度に依存せず、高速に応答するCuドープZnSナノ結晶のT型フォトクロミズム」を基盤として、上記の課題を克服できる新規フォトクロミックナノ結晶を創出する。
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| 研究成果の概要 |
水溶性CuドープZnSナノ結晶粉末のフォトクロミック反応は10~50℃程度の範囲でフォトクロミック反応の消色速度が温度にほとんど依存しない。本研究では、その原因がナノ結晶表面の吸着水であり、温度に応じて脱着する過程が本質的なフォトクロミック反応の温度依存性を相殺していることを明らかにした。また。組成の異なる半導体ナノ結晶として、水溶性ZnOナノ結晶を合成し、それらが空気下でもフォトクロミック反応を示すことを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
外気温に依存せず、高速に発色、消色するフォトクロミック材料は産業界における革新的な材料となることが期待される。さらに、半導体ナノ結晶の高速応答フォトクロミズムの着色の起源は秒から分オーダーにわたる超長寿命の電荷分離状態であることから、本研究はフォトクロミック材料開発だけでなく、光触媒や固体光化学の観点からも重要である。
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