| 研究領域 | 光合成分子機構の学理解明と時空間制御による革新的光ー物質変換系の創製 |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
20H05091
|
|---|
| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
複合領域
|
|---|
| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
|---|
研究代表者 |
八井 崇 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80505248)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
|
|---|
| キーワード | 近接場光 / 近接場光励起 / 近赤外光 / 二酸化炭素還元 / 近赤外光誘起 / 人工光合成 / 天然光合成材料 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
近接場光がナノ領域に局在しているという特長を活かすことで、新しい光励起が可能であることを実証してきた。本研究では、この近接場光によって発生する短波長の成分を利用することで、近赤外光誘起による高効率二酸化炭素還元を実証する。近接場光の励起源には、天然光合成材料を利用する。近赤外光によって励起される天然光合成材料は新たに近接場光が発生する。この近接場光による短波長光の発生と同時に、短波長光の取り出し効率を最適化するナノ構造体によって高い二酸化炭素還元効率が得られる。天然光合成材料と人工光合成材料を近接場光によって融合し、近赤外光誘起の二酸化炭素還元を実証する。
|
| 研究実績の概要 |
本研究では、この非一様光場による二次高調発生（Second Harmonic Generation: SHG）を利用することで、近赤外光誘起による高効率二酸化炭素還元を実証することを目的とした。
具体的には光近接場に基づくSHGを利用して、近赤外光を活用したRu錯体の光駆動を検討した。まず、大小二種類の量子ドットと光硬化樹脂を混合し、光照射後に大量子ドットのスペクトル強度増大が最大となる量子ドットの割合を最適化した。得られたドロップレット（量子ドット凝集体）の作製時に、近接場光誘起のSHGを利用するため、得られたドロップレットでは強いSHG強度が期待される。その結果、ドロップレットを用いると、利用しない場合と比較してルテニウム錯体のPL増強（2.8倍）を観測することに成功した。
また、さらなる、ルテニウム錯体の発光増強のため、金ナノ粒子の検討を行った。その結果、金ナノ粒子を加えたことによるルテニウム錯体の発光強度増加を確認することに成功した。金ナノ粒子には球状の物と、表面に微小突起を有するナノアーチンの比較を行った。その結果、球状の金ナノ粒子を用いた場合に、より強いルテニウム錯体の発光強度得られた。また、粒径依存性も検討を行った。その結果、粒形が大きい条件ほど錯体の発光強度増加得られた。この結果は、より大きな表面積ほど多くの錯体が吸着するためであると考えられる。いずれの結果も励起波長800nmという近赤外光を用いており、近赤外光誘起による高効率二酸化炭素還元実現に向けた知見を得ることに成功した。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
