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ナノチューブ構造を有する元素ブロックの空間を利用した光機能性材料の創出

公募研究

研究領域元素ブロック高分子材料の創出
研究課題/領域番号 25102518
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 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

梅山 有和  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30378806)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードカーボンナノチューブ / ピレン / 二量体 / 透過型電子顕微鏡 / 化学修飾 / ラジカル付加 / グラフェン / フラーレン / 泳動電着 / 光電変換素子 / 貧溶媒注入法
研究実績の概要

一次元の炭素同素体である単層カーボンナノチューブ(SWNT)は、それ自身がナノレベルで制御された構造を有する元素ブロックであり、有機分子材料を配列する足場としての機能が期待できる。平成26年度の研究では、共有結合修飾によるピレン二分子会合体の形成土台・撮像台、としてSWNTを活用した。具体的には、ジアゾニウム塩を用いた一段階でのアリール付加反応を用いて、ピレンダイマーをSWNT上に形成した(Py-1-SWNT)。参照系として、ヨードフェニル修飾SWNT(PhI-SWNT)を介した二段階での修飾反応によりピレンモノマーをCNT側壁に連結した(Py-2-SWNT)。さらに、Py-1-SWNTおよびPy-2-SWNTにおいて、ピレン二量体および単量体が形成されていることに対する直接的な証拠が高分解能透過型電子顕微鏡(HRTEM)測定により得られた。Py-1-SWNTのHRTEM図では、明らかに2つのピレンが会合している様子が観察された。シーケンシャルTEM測定では、SWNTの揺れが見られるにもかかわらず、ピレンは会合構造を維持しており、ピレン同士の強い相互作用が確認された。一方、Py-2-SWNTのシーケンシャルTEM測定では、ピレン単量体がSWNT側壁にスタックすることなく立ち続ける様子が見られた。ピレンとSWNTをつなぐ架橋子として、比較的短く剛直なフェニレンスペーサーを用いたためであると考えられる。これらは、フラーレン以外の多環式芳香族化合物がSWNT側壁上でHRTEMにより可視化された初めての例である。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] グラフェンの有機太陽電池への応用2014

    • 著者名/発表者名
      梅山有和
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 2 ページ: 89-94

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Design and Control of Organic Semiconductors and Their Nanostructures for Polymer–Fullerene-Based Photovoltaic Devices2014

    • 著者名/発表者名
      Umeyama, T.; Imahori, H.
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. A

      巻: 2 号: 30 ページ: 11545-11560

    • DOI

      10.1039/c3ta15387h

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Journal of Controlled Release2014

    • 著者名/発表者名
      Hashida, Y., Tanaka, H., Zhou, S., Kawakami, S., Yamashita, F., Murakami, T., Umeyama, T., Imahori, H., Hashida, M.
    • 雑誌名

      Photo thermal ablation of tumor cells using a single-walled carbon nanotube-peptide composite

      巻: 173 ページ: 59-66

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2013.10.039

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incorporation of Graphene to Fullerene Clusters and Fullerene-Nanotube Composites and Their Photoelectrochemical Properties2013

    • 著者名/発表者名
      T. Umeyama, J. Baek, N. Tezuka, K. Morita, and H. Imahori
    • 雑誌名

      ECS J. Solid State Sci. Technol.

      巻: 2 号: 10 ページ: M3001-M3007

    • DOI

      10.1149/2.001310jss

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光機能化ナノ炭素ハイブリッド材料2015

    • 著者名/発表者名
      梅山有和
    • 学会等名
      平成26年度高分子学会北陸支部石川地区講演会
    • 発表場所
      北陸先端科学技術大学院大学、能美
    • 年月日
      2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] オリゴフェニレンで連結したポルフィリン―グラフェン複合体の合成と光物性2014

    • 著者名/発表者名
      花岡拓磨、白鎭碩、梅山有和、今堀博
    • 学会等名
      2014年光化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] オリゴフェニレンスペーサーを有するポルフィリン-グラフェン連結系の合成と光物性2014

    • 著者名/発表者名
      花岡拓磨,白鎭碩,梅山有和,今堀博
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ポルフィリン-単層カーボンポルフィリン-単層カーボンナノチューブ連結系の光物性に対するスペーサー効果2014

    • 著者名/発表者名
      白鎭碩,梅山有和,今堀博
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of Nanocarbon Materials for Solar Energy Conversion2013

    • 著者名/発表者名
      T. Umeyama
    • 学会等名
      The Second International Conference on Photocatalysis and Solar Energy Conversion: Development of Materials and Nanomaterials (PASEC-2)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フラーレン-グラフェンおよびフラーレン-ナノチューブ-グラフェン複合体の形成2013

    • 著者名/発表者名
      梅山有和,白鎭碩,手塚記庸,森田和樹,今堀博
    • 学会等名
      第45回フラーレン-ナノチューブ-グラフェン総合シンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] フラーレン-グラフェンおよびフラーレン-ナノチューブ-グラフェン複合体の形成とその光電気化学特性2013

    • 著者名/発表者名
      梅山有和,白鎭碩,手塚記庸,森田和樹,今堀博
    • 学会等名
      2013年光化学討論会
    • 発表場所
      松山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 共有結合で連結されたピレン-単層カーボンナノチューブ複合体の合成と基礎的物性2013

    • 著者名/発表者名
      白鎭碩,梅山有和,今堀 博
    • 学会等名
      2013年光化学討論会
    • 発表場所
      松山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 光機能性ナノカーボン複合材料

    • 著者名/発表者名
      梅山有和
    • 学会等名
      第3回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン若手研究会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Photofunctional Hybrid Nanocarbon Materials

    • 著者名/発表者名
      T. Umeyama
    • 学会等名
      JAIST International Symposium on Functional Polymer
    • 発表場所
      Komatsu, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 梅山有和のホームページ

    • URL

      http://www.moleng.kyoto-u.ac.jp/~moleng_05/umeyama.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 梅山有和のホームページ

    • URL

      http://www.moleng.kyoto-u.ac.jp/~moleng_05/umeyama.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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