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光応答性有機無機複合ナノ層状化合物を用いた光メカニカル機構の検討

公募研究

研究領域フォトクロミズムの攻究とメカニカル機能の創出
研究課題/領域番号 21021024
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関首都大学東京

研究代表者

嶋田 哲也  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 助教 (50252317)

研究分担者 井上 晴夫  首東大学東京, 都市環境科学研究科, 教授 (90087304)
研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
2010年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2009年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード光機能 / 有機無機複合材料 / 反応機構
研究概要

異性化する有機分子を集積化し光エネルギーを力学的エネルギーに変換する試みが"光メカニカル機構"として注目されている。本研究では従来の研究例とは異なるアプローチとして、ナノ層状無機化合物とアゾベンゼン誘導体からなる積層ハイブリッド化合物を開発し"光メカニカル機構"の実現を目指した。21年度までに光メカニカル機構の実現に成功し、その興味ある特徴を明らかにしてきた。22年度はメカニズムの検討と材料の展開を目指し、以下の成果を得た。a).サンドイッチ状積層ハイブリッド複合体の作成方法の最適化により鮮鋭なXRDの測定と電子密度分布の算出に成功した。得られた電子密度分布は従来からの推定してきた2分子膜構造を強く支持した。これに加えて、層構造を示すピークの他に光照射により変化する新たな周期構造を発見した。この発見により、ゲスト分子はお互いに無関係に存在するのではなく規則構造が存在することを明らかにし、個々の分子の動きがマクロな形態変化に結びつくメカニズムの足がかりを得た。b).サンドイッチ状積層複合体に加え、ナノスクロール状複合体への研究展開を行った、昨年まではナノスクロール作成時のスクロール形成過程の収率の低さが研究展開の妨げとなっていたが、本年度は作成条件の最適化によりこの過程の収率を70%以上に向上させることに成功した。また、これまでナノスクロール状複合体は全長が最大1μm程度であったが、数μm程度の大きなナノスクロール状複合体の作成にも成功した。c).複合体のベースとなる無機材料の新規開発も行った。ハイブリッド複合体の伸縮方向や変異量はホスト無機材料の電荷密度や表面状態に依存することがわかってきた。材料の示す光メカニカル機構をより能動的に制御するために電荷密度をコントロールしたホスト無機材料として新規人工サポナイトの開発を試み、数種の異なる電荷密度を持つサポナイト作成に成功した。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (60件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (53件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] The bottle-neck of water oxidation in artificial photosynthesis : How can we get through it? Another route of two-electron conversion process2011

    • 著者名/発表者名
      H.Inoue, T.Shimada, 他5名
    • 雑誌名

      ChemSusChem

      巻: 4 ページ: 173-179

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Key reaction intermediates of the photochemical oxygenation of alkene sensitized by Ru(II)-porphyrin with water by visible light2010

    • 著者名/発表者名
      S.Funyu, T.Shimada, H.Inoue, 他4名
    • 雑誌名

      Photochem.Photobiol.Sci.

      巻: 9 ページ: 931-936

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unique Solvatochromism of a Membrane Composed of a Cationic Porphyrin-Clay Complex2010

    • 著者名/発表者名
      S.Takagi, T.Shimada, H.Inoue, 他4名
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 26 ページ: 4639-4641

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A unique "Flattening Effect" of clay on the photochemical properties of metalloporphyrins2010

    • 著者名/発表者名
      S.Takagi, T.Shimada, H.Inoue, 他5名
    • 雑誌名

      Clay Science

      巻: 14 ページ: 235-239

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron Transfer from the Porphyrin S2 State in a Zinc Porphyrin-Rhenium Bipyridyl Dyad having Carbon Dioxide Reduction Activity2009

    • 著者名/発表者名
      Kiyosawa, K.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry 113

      ページ: 11667-11673

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Highly Monodispersed Mesoporous Tin Oxide Spheres2009

    • 著者名/発表者名
      Tatsuda, N.
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials 21

      ページ: 5252-5257

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 積層構造を目指した新規両性ポルフィリンの合成と粘土鉱物との複合体形成挙動の観察2011

    • 著者名/発表者名
      余語優子、嶋田哲也、高木慎介, 他4名
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金属ポルフィリンを用いた可視光による水の分解酸化反応と水素発生システムの構築2011

    • 著者名/発表者名
      栗本和典、嶋田哲也、井上晴夫, 他3名
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 粘土ナノシート上に配列したカチオン性色素分子による、可視光捕集能の評価~吸着条件の効果~2011

    • 著者名/発表者名
      石田洋平、嶋田哲也、高木慎介, 他4名
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] アゾベンゼン/ニオブ酸薄膜の光可逆伸縮2011

    • 著者名/発表者名
      早坂結科、嶋田哲也、井上晴夫, 他4名
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光応答性層状複合体のナノ構造解析2011

    • 著者名/発表者名
      鍋谷悠、嶋田哲也、井上晴夫, 他4名
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光応答性メソポーラス複合材料の機能性評価2011

    • 著者名/発表者名
      山本大亮、嶋田哲也、井上晴夫, 他4名
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] レニウムビピリジン錯体のCO2光還元メカニズムの解明:重要な反応中間体の同定2011

    • 著者名/発表者名
      高榕輝、嶋田哲也、井上晴夫, 他4名
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 非希少金属を用いた人工光合成型光酸素化反応の開発2011

    • 著者名/発表者名
      五味祐樹、嶋田哲也、井上晴夫, 他4名
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光増感テンプレート還元法を用いた無機層状化合物上での金クラスター生成2011

    • 著者名/発表者名
      藤村卓也、嶋田哲也、高木慎介, 他5名
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Photochromical Behavior of Nano-Layered Organic/Inorganic Hybrid Materials2010

    • 著者名/発表者名
      T.Shimada, Y.Nabetani, H.Inoue
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Organic Photochromism
    • 発表場所
      Yokohama (Japan)
    • 年月日
      2010-10-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nano-Structure Controlled Porphyrin Assembly on the Clay Surface and Its Photochemical Properties2010

    • 著者名/発表者名
      S.Takagi, T.Shimada, H.Inoue, 他3名
    • 学会等名
      International Conference on Nanoscopic Colloid and Surface Science
    • 発表場所
      Chiba (Japan)
    • 年月日
      2010-09-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Photochemical Generation of Gold Nano Clusters Using Porphyrin-Clay Complexes2010

    • 著者名/発表者名
      T.Fujimura, T.Shimada, S.Takagi, 他4名
    • 学会等名
      International Conference on Nanoscopic Colloid and Surface Science
    • 発表場所
      Chiba (Japan)
    • 年月日
      2010-09-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光機能性色素分子の配列制御を目指した合成鉄含有粘土の可逆的酸化還元2010

    • 著者名/発表者名
      岩瀬嘉孝、嶋田哲也、高木慎介, 他4名
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス
    • 年月日
      2010-09-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光応答性層状薄膜の光伸縮制御2010

    • 著者名/発表者名
      早坂結科、嶋田哲也、井上晴夫, 他4名
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス
    • 年月日
      2010-09-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] アルミニウムを用いた人工光合成型光酸素化反応の開発2010

    • 著者名/発表者名
      五味祐樹、嶋田哲也、井上晴夫, 他5名
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス
    • 年月日
      2010-09-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] レニウムビピリジン錯体のCO2光還元機構の解明:反応中間体の検出2010

    • 著者名/発表者名
      高榕輝、嶋田哲也、井上晴夫, 他4名
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス
    • 年月日
      2010-09-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] CO2光還元の高活性化を目指した新規多座配位錯体の合成2010

    • 著者名/発表者名
      栗本和典、嶋田哲也、井上晴夫, 他4名
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス
    • 年月日
      2010-09-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 粘土上での蛍光特性を利用した色素分子の吸着メカニズムの解明2010

    • 著者名/発表者名
      今野沙紀、嶋田哲也、高木慎介, 他4名
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス
    • 年月日
      2010-09-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 無機層状化合物上での金クラスターの生成と配列操作2010

    • 著者名/発表者名
      藤村卓也、嶋田哲也、高木慎介, 他5名
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス
    • 年月日
      2010-09-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 無機ナノシートーポルフィリン複合体における定量的エネルギー移動反応2010

    • 著者名/発表者名
      石田洋平、嶋田哲也、高木慎介, 他4名
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス
    • 年月日
      2010-09-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 積層構造を目指した新規両性ポルフィリンの合成と特性評価2010

    • 著者名/発表者名
      余語優子、嶋田哲也、高木慎介, 他4名
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス
    • 年月日
      2010-09-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] モンモリロナイト上の均一な電荷を利用した金クラスターの生成とその観察2010

    • 著者名/発表者名
      藤村卓也、嶋田哲也、高木慎介, 他5名
    • 学会等名
      第54回粘土科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2010-09-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] カチオン性ポルフィリン色素の粘土表面への吸着力評価2010

    • 著者名/発表者名
      石田洋平、嶋田哲也、高木慎介, 他4名
    • 学会等名
      第54回粘土科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2010-09-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 新規両性ポルフィリンによる粘土上における構造制御技術の発展2010

    • 著者名/発表者名
      余語優子、嶋田哲也、高木慎介, 他4名
    • 学会等名
      第54回粘土科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2010-09-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 熱力学的パラメーターによる粘土/色素複合体吸着構造の考察2010

    • 著者名/発表者名
      今野沙紀、嶋田哲也、高木慎介, 他4名
    • 学会等名
      第54回粘土科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2010-09-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 表面電荷間距離の能動的制御を目指したFe含有サポナイトの合成および評価2010

    • 著者名/発表者名
      岩瀬嘉孝、嶋田哲也、高木慎介, 他4名
    • 学会等名
      第54回粘土科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2010-09-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光応答性層状複合体のナノ構造と形態の制御2010

    • 著者名/発表者名
      鍋谷悠、嶋田哲也、井上晴夫, 他5名
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス
    • 年月日
      2010-09-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] メソポーラスシリカ球を用いた光応答性複合材料の作製2010

    • 著者名/発表者名
      山本大亮、嶋田哲也、井上晴夫, 他4名
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス
    • 年月日
      2010-09-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Efficient excited energy transfer reaction between porphyrins on clay surface_ the effects of adsorption conditions2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishida, S.Takagi, T.Shimada, 他3名
    • 学会等名
      2010 SEA-CSSJ-CMS Trilateral Meeting on Clays
    • 発表場所
      Seville (Spain)
    • 年月日
      2010-06-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of dyes adsorption behavior on the clay sheet ~towards efficient photochemical reaction system2010

    • 著者名/発表者名
      S.Konno, T.Shimada, S.Takagi, 他3名
    • 学会等名
      2010 SEA-CSSJ-CMS Trilateral Meeting on Clays
    • 発表場所
      Seville (Spain)
    • 年月日
      2010-06-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 無機層状化合物と光応答性分子の複合化による新規光応答性材料の作製2010

    • 著者名/発表者名
      嶋田哲也
    • 学会等名
      JST SORSTシンポジウム(4)「ナノ空間材料」その特性と魅力」
    • 発表場所
      コクヨホール
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 単分散メソポーラスハイブリッド球の作製とその光応答性2010

    • 著者名/発表者名
      山本大亮
    • 学会等名
      JST SORSTシンポジウム(4)「ナノ空間材料」その特性と魅力」
    • 発表場所
      コクヨホール
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 電荷密度を制御した粘土鉱物上でのポルフィリン類の光化学挙動2010

    • 著者名/発表者名
      高木慎介
    • 学会等名
      JST SORSTシンポジウム(4)「ナノ空間材料」その特性と魅力」
    • 発表場所
      コクヨホール
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 吸着密度の変化による粘土鉱物上におけるポルフィリン分子間エネルギー移動効率の向上2010

    • 著者名/発表者名
      石田洋平
    • 学会等名
      JST SORSTシンポジウム(4)「ナノ空間材料」その特性と魅力」
    • 発表場所
      コクヨホール
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 光応答性層状ナノ構造の形態変化解析2010

    • 著者名/発表者名
      鍋谷悠
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学本部キャンパス
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 有機/無機複合ナンスクロールにおける可視光誘起電子注入2010

    • 著者名/発表者名
      宮島想生
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学本部キャンパス
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 粘土上でのポルフィリン分子間高効率エネルギー移動~吸着密度、ポルフィリン構造の効果~2010

    • 著者名/発表者名
      石田洋平
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学本部キャンパス
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ストップトフロー法を用いた粘土-色素複合体の形成挙動2010

    • 著者名/発表者名
      今野沙紀
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学本部キャンパス
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] メソポーラス複合材料の作製と光応答性2010

    • 著者名/発表者名
      山本大亮
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学本部キャンパス
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] アゾベンゼン誘導体をインターカレートした無機層状複合体の光応答の機構と制御2009

    • 著者名/発表者名
      嶋田哲也
    • 学会等名
      2009年光化学討論会
    • 発表場所
      群馬県桐生市市民文化会館
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ナノ層状複合体の光形態ダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      鍋谷悠
    • 学会等名
      2009年光化学討論会
    • 発表場所
      群馬県桐生市市民文化会館
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 有機/無機ハイブリッドナノスクロールを用いた光捕集系の開発2009

    • 著者名/発表者名
      宮島想生
    • 学会等名
      2009年光化学討論会
    • 発表場所
      群馬県桐生市市民文化会館
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 層状ナノシートとの複合化による有機色素の吸着挙動と光化学反応2009

    • 著者名/発表者名
      今野沙紀
    • 学会等名
      2009年光化学討論会
    • 発表場所
      群馬県桐生市市民文化会館
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 分子間距離制御によるポルフィリン分子間エネルギー移動の高効率化2009

    • 著者名/発表者名
      高木慎介
    • 学会等名
      2009年光化学討論会
    • 発表場所
      群馬県桐生市市民文化会館
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 単分散メソポーラス球を用いた光増強反応場の構築2009

    • 著者名/発表者名
      山本大亮
    • 学会等名
      2009年光化学討論会
    • 発表場所
      群馬県桐生市市民文化会館
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 粘土ナノシート上における色素の吸着挙動の解明・制御と光電子移動2009

    • 著者名/発表者名
      今野沙紀
    • 学会等名
      第53回粘土科学討論会
    • 発表場所
      岩手大学 学生センター棟
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 粘土鉱物との複合化により誘起されるビオロゲン誘導体の蛍光特性変化2009

    • 著者名/発表者名
      池田浩
    • 学会等名
      2009年光化学討論会
    • 発表場所
      群馬県桐生市市民文化会館
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 粘土鉱物の電荷密度変化によるポルフィリン光化学的挙動への効果2009

    • 著者名/発表者名
      高木慎介
    • 学会等名
      第53回粘土科学討論会
    • 発表場所
      岩手大学 学生センター棟
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 吸着密度の変化によるポルフィリン分子間エネルギー移動効率の向上2009

    • 著者名/発表者名
      石田洋平
    • 学会等名
      第53回粘土科学討論会
    • 発表場所
      岩手大学 学生センター棟
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 色素と無機ナノ層状化合物の相互作用-熱力学的平衡と温度効果2009

    • 著者名/発表者名
      今野沙紀
    • 学会等名
      第45回熱測定討論会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Morphology Dynamics of Nano-Layered Hybrid Materials2009

    • 著者名/発表者名
      NABETANI, Yu
    • 学会等名
      XXIV International Conference on Photochemistry
    • 発表場所
      Toledo Beatriz Hotel
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] High Densityadsorption Structure of Porphyrin Derivatives on The Clay Surface without Self-Quenching2009

    • 著者名/発表者名
      TAKAGI, Shinsuke
    • 学会等名
      XXIV International Conference on Photochemistry
    • 発表場所
      Toledo Beatriz Hotel
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] The Effects of Porphyrin Structure on the Complex Formation Behavior with Clay2009

    • 著者名/発表者名
      TAKAGI, Shinsuke
    • 学会等名
      The International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals (ZMPC2009)
    • 発表場所
      Waseda University
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 新材料化学の最前線2010

    • 著者名/発表者名
      首都大学東京 都市環境学部 分子応用化学研究会
    • 総ページ数
      265
    • 出版者
      講談社
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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