DNA由来発光性カーボンナノワイヤを用いる広帯域波長光電エネルギー変換

• 研究課題/領域番号: 26620161
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: エネルギー関連化学
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 中尾 秀信 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 量子ビームユニット, 主任研究員 (80421395)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: DNA / 局在プラズモン / カーボンナノドット / 光電変換

研究成果の概要

DNAナノファイバの熱分解による発光性カーボンナオワイヤ・アレイの作製方法を開発した。作製されたCNWsの発光は励起波長に依存し，広帯域にわたる発光特性を有していた。さらに銀ナノ粒子が十分に結合されたDNAナノファイバ（金属ナノファイバ）を熱分解する事で，発光増強を示すAgNP-CNWsが得られた。AgNP-CNWsの最大発光増強はAgNPs-CNWsの局在プラズモン共鳴（LPR）波長と励起波長が一致したときに観察された。DNAナノファイバの熱分解より伴われる炭素化の様子がレーザラマン顕微鏡を用いたSERSイメージングにより明らかにされた。

研究成果

• [雑誌論文] Fluorescence Enhancement of Nanoraspberry Hot-spot Source Composed of Gold Nanoparticles and Aniline Oligomers (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Kinoshita, N. Q. Dung, T. Nishino, H. Nakao, H. Shiigi, T. Nagaoka
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 31 号: 6 ページ: 487-493
  • DOI: 10.2116/analsci.31.487
  • NAID: 130005075718
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 熱分解DNAナノファイバのフォトルミネセンス特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中尾秀信、床波志保、山本陽二郎、椎木弘、武田良彦
  • 雑誌名: 表面科学 巻: 36 号: 7 ページ: 357-362
  • DOI: 10.1380/jsssj.36.357
  • NAID: 130005088873
  • ISSN: 0388-5321, 1881-4743
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fluorescent Carbon Nanowire Made by Pyrolysis of DNA Nanofiber and Plasmon-Assisted Emission Enhancement of Its Fluorescence (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Nakao, S. Tokonami, Y. Yamamoto, H. Shiigi and Y. Takeda
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 50 号: 80 ページ: 11887-11890
  • DOI: 10.1039/c4cc04647a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional microfabrication using local electrophoresis deposition and a laser trapping technique (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Takai, H. Nakao, and F. Iwata
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 22 号: 23 ページ: 28109-28117
  • DOI: 10.1364/oe.22.028109
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhanced Collective Optical Response of Vast Numbers of Silver Nanoparticles Assembled on a Microbead (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Tokonami, K. Nishida, Y. Nishimura, S. Hidaka, Y. Yamamoto, H. Nakao, T. Iida
  • 雑誌名: Research on Chemical Intermediates 巻: Vol.40, No.6 号: 6 ページ: 2337-2346
  • DOI: 10.1007/s11164-014-1610-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of nanoantennas on the bacterial outer membrane (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Shiigi, M. Fukuda, T. Tono, K. Takada, T. Okada, L. Q. Dung, Y. Hatsuoka, T. Kinoshita, M. Takai, S. Tokonami, H. Nakao, T. Nishino, Y. Yamamoto. T. Nagaoka
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 50 号: 47 ページ: 6252-6255
  • DOI: 10.1039/c4cc01204f
  • 査読あり
• [雑誌論文] "DNA-mediated Anomalous Optical Coupling of Heterogeneous Metallic Nanostructures" (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Tokonami*, K. Nishida, S. Hidaka, Y. Yamamoto, H. Nakao, T. Iida*
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 118(13) 号: 13 ページ: 7235-7241
  • DOI: 10.1021/jp501613b
  • 査読あり
• [学会発表] DNAナノファイバ・アレイのオンチップ転写印刷 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中尾秀信、椎木 弘、武田良彦
  • 学会等名: 第14回 産官学接着若手フォーラム
  • 発表場所: 名古屋工業大学 4号館1階 ホール及びホワイエ
  • 年月日: 2015-12-18
• [学会発表] 熱分解銀ナノ粒・DNAナノファイバのフォトルミネセンスの励起波長依存性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中尾秀信、椎木 弘、徳永和明、関本 周、武田良彦
  • 学会等名: 第35回表面科学学術講
  • 発表場所: つくばエポカル
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Fluorescence Imaging Spectroscopy of Pyrolytic DNA Nanofibers (2015)
  • 著者名/発表者名: 中尾秀信、床波志保、椎木 弘、武田良彦
  • 学会等名: NIMSカンファレンス2015
  • 発表場所: つくばエポカル
  • 年月日: 2015-07-14
• [学会発表] 熱分解DNAナノファイバからの発光の顕微分光測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中尾秀信、床波志保、椎木 弘、武田良彦
  • 学会等名: 平成27年度日本分光学
  • 発表場所: 東京工業大学 大岡山キャンパス ディジタル多目的ホール
  • 年月日: 2015-06-01
• [学会発表] 熱分解DNAナノファイバのフォトルミネセンス特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中尾秀信、床波志保、椎木弘、武田良彦
  • 学会等名: 第34回表面科学学術講演会
  • 発表場所: 松江市、島根
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-08
• [学会発表] DNAナノファイバの熱分解により生成する発光性カーボンナノワイヤ (2014)
  • 著者名/発表者名: 中尾秀信、床波志保、山本陽二郎、椎木弘、武田良彦
  • 学会等名: 日本分析化学会 第63 年会
  • 発表場所: 東広島、広島
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] One-Dimensional Plasmon Coupling in Metallic Nanofibers Prepared by Evaporation-Induced Self-Assembly with DNA (2014)
  • 著者名/発表者名: 中尾秀信、床波志保、椎木弘、武田良彦
  • 学会等名: 13th European Vacuum
  • 発表場所: アヴェイロ、ポルトガル
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-12