| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05112
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 高知工科大学 |
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研究代表者 |
伊藤 亮孝 高知工科大学, 環境理工学群, 講師 (20708060)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 高分子ナノ粒子 / 金属錯体 / りん光 / 光誘起電子移動 / 励起エネルギー移動 / 人工光合成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、様々なイオン性の化学種をその内部に取り込むことができる微小球状「ナノイオンキャリア」を利用し、高効率な光誘起反応システムを構築する。また、共担持する光吸収物質と消光剤の種類および量を網羅的かつ系統的に制御し、キャリア内部における光誘起反応挙動の由来を明らかにするとともに、光物質変換反応への展開を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、様々なイオン性の化学種をその内部に取り込むことができる微小球状「ナノイオンキャリア」を利用した高効率な光誘起反応システムの構築を目指している。当該年度は、ともに二価の陽イオンであるルテニウム(II)ポリピリジン錯体とアントラセン誘導体を共担持したナノイオンキャリア試料の光誘起反応挙動を明らかにした。
同程度の量のルテニウム(II)錯体とアントラセン誘導体を共担持したキャリア試料において、アントラセン誘導体の光励起に伴う錯体のりん光が観測された。また、これらの共担持キャリア試料では、ルテニウム(II)錯体の消光が観測された。得られた挙動はそれぞれアントラセン誘導体からルテニウム(II)錯体、ルテニウム(II)錯体からアントラセン誘導体への励起エネルギー移動反応によって説明できる。研究代表者らによるこれまでの成果から、これらの励起エネルギー移動は色素化学種が固定された配置での静的な過程によるものと推察される。以上より、ナノイオンキャリア内においてはごく少ない量であってもルテニウム(II)錯体－アントラセン誘導体の間に励起エネルギーの行き来があることが示唆された。
さらに共担持キャリア試料におけるルテニウム(II)錯体とアントラセン誘導体の発光強度比は酸素分子の存在に応答して変化した。この発光挙動変化は錯体の励起三重項状態から酸素分子へのエネルギー移動により説明される。時間分解発光測定より、この励起エネルギー移動が酸素分子の拡散に由来する動的な過程によることが見出された。この結果は、ナノイオンキャリア内における動的な光誘起反応の初めての例であると同時に、電気的に中性な小分子がキャリア内を拡散できることを明らかにした。
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| 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。
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| 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。
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