単一指向性光伝達を可能とする光捕集錯体ナノシート・ナノワイヤ

• 研究領域: 人工光合成による太陽光エネルギーの物質変換：実用化に向けての異分野融合
• 研究課題/領域番号: 25107510
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 坂本 良太 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (80453843)
• 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: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: ナノシート / ナノワイヤ / ジピリン / 金属錯体 / 人工光合成

研究実績の概要

本年度は、ビス（ジピリナト）金属錯体ナノワイヤとナノシートの光捕集系としての利用価値の実証を行った。ナノワイヤに関しては、液液界面合成法による結晶性ナノワイヤ作成に成功した。このナノワイヤは適当な有機溶媒中で超音波することで繊維一本一本に剥離できる。実際に単離されたナノワイヤ繊維はAFMにより観察された。このナノワイヤとカーボンナノチューブと共役させた複合材料は、カーボンナノチューブ単独に比べより優れた熱電変換特性を示した。また、当該ナノワイヤを半導体透明電極に塗布することで、光電変換の活物質層として利用できることを見出した。以上の研究成果をChemical Science誌に論文として発表した。
ナノシートに関しては、界面合成法による大面積ナノシートの作成を達成した。液液界面法を用いることで厚さ6-800 nmのナノシート積層体を、センチメートルオーダーのドメインサイズにて合成できる。一方で、気液界面合成法を用いることで、単～数原子層ナノシートが合成でき、やはりこの種のナノシートとしては大きな、マイクロメートルオーダーのドメインサイズが実現できる。本ナノシートの構造決定をTEMの電子線回折により行った。本ナノシートについても光電変換材料への応用を行い、Nature Communications誌に論文を発表した。
一連の研究成果は、ビス（ジピリナト）金属錯体からなるナノワイヤ・ナノシートが人工光合成光捕集系として利用できる可能性を示すものである。

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。

研究成果

• [雑誌論文] Electron Transport Dynamics in Redox-Molecule-Terminated Branched Oligomer Wires on Au(111) (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryota Sakamoto, Shunsuke Katagiri, Hiroaki Maeda, Yoshihiko Nishimori, Seiji Miyashita, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 137 号: 2 ページ: 734-741
  • DOI: 10.1021/ja509470w
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A photofunctional bottom-up bis(dipyrrinato)zinc(II) complex nanosheet (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryota Sakamoto, Ken Hoshiko, Qian Liu, Toshiki Yagi, Tatsuhiro Nagayama, Shinpei Kusaka, Mizuho Tsuchiya, Yasutaka Kitagawa, Wai-Yeung Wong, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: Nature Commun. 2015, 6, 巻: 6 号: 1 ページ: 6713-6713
  • DOI: 10.1038/ncomms7713
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bis(dipyrrinato)metal(II) coordination polymers: Crystallization, exfoliation into single wires, and electric conversion ability (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryota Matsuoka, Ryojun Toyoda, Ryota Sakamoto, Mizuho Tsuchiya, Ken Hoshiko, Tatsuhiro Nagayama, Yoshiyuki Nonoguchi, Kunihisa Sugimoto, Eiji Nishibori, Tsuyoshi Kawai, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: Chemical Science 巻: in press 号: 5 ページ: 2853-2858
  • DOI: 10.1039/c5sc00273g
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electrochromic Bis(terpyridine)Iron(II) Complex Nanosheets (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenji Takada, Ryota Sakamoto, Shi-Ting Yi, Shunsuke Katagiri, Tetsuya Kambe, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 137 号: 14 ページ: 4681-4689
  • DOI: 10.1021/ja510788b
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Heteroleptic bis(dipyrrinato)copper(II) and nickel(II) complexes (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryojun Toyoda, Mizuho Tsuchiya, Ryota Sakamoto, Ryota Matsuoka, Kuo-Hui Wu, Yohei Hattori, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: in press 号: 34 ページ: 15103-15106
  • DOI: 10.1039/c5dt00724k
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis, Characterization, and Physical Properties of Oligo(1-(N,N-dimethylamino)pyrrole)s and Their Doped Forms, Precursors of Candidates for Molecular Flat-band Ferromagnets (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamanoi, K. Takahashi, T. Hamada, N. Ohshima, M. Kurashina, Y. Hattori, T. Kusamoto, R. Sakamoto, M. Miyachi, and H. Nishihara
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: 3 号: 17 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1039/c4tc02941k
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] π-Conjugated bis(terpyridine)metal complex molecular wires (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryota Sakamoto, Wu Kuo-Hui, Ryota Matsuoka, Hiroaki Maeda, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: Chem. Soc. Rev. 巻: in press 号: 21 ページ: 7698-7714
  • DOI: 10.1039/c5cs00081e
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Meso-N-arylamino- and N,N-diarylaminoporphyrinoids: Syntheses, Properties, and Applications (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryota Sakamoto, Suzaliza Mustafar, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: J. Porphyr. Phthalocya. 巻: 19 号: 01-03 ページ: 21-31
  • DOI: 10.1142/s1088424615500091
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Acid-Responsive Fluorescent Compounds Based on Nitro-Group-Substituted L-Shaped Pentacycles, Pyrrolo[1,2-a][1,8]naphthyridines (2014)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Tateno, Rie Ogawa, Ryota Sakamoto, Mizuho Tsuchiya, Takashi Otani, Takao Saito
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 16 号: 12 ページ: 3212-3215
  • DOI: 10.1021/ol501226x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Redox Control and High Conductivity of Nickel Bis(dithiolene) Complex π–Nanosheet: A Potential Organic Two-Dimensional Topological Insulator (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kambe, R. Sakamoto, T. Kusamoto, T. Pal, N. Fukui, K. Hoshiko, T. Shimojima, Z. Wang, K. Ishizaka, S. Hasegawa, F. Liu, and H. Nishihara
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 136 号: 41 ページ: 14357-14360
  • DOI: 10.1021/ja507619d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of (Z)-1-(ferrocenylethynyl)-10-(phenylimino)anthracen-9(10H)-one fromsynchrotron X-ray powder diffraction (2014)
  • 著者名/発表者名: Eiji Nishibori, Shinobu Aoyagi, Makoto Sakata, Ryota Sakamoto, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: Acta Cryst. 巻: E70 ページ: 573-576
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ordered Alignment of a One-Dimensional π-Conjugated Nickel Bis(dithiolene) Complex Polymer Produced via a Liquid-Liquid Interfacial Reaction (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryota Matsuoka, Ryota Sakamoto, Tetsuro Kusamoto, Tetsuya Kambe, Kenji Takada, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 50 号: 60 ページ: 8137-8139
  • DOI: 10.1039/c4cc02022g
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Asymmetric dinuclear bis (dipyrrinato) Zinc (II) complexes : Broad absorption and unidirectional quantitative exciton transmission (2014)
  • 著者名/発表者名: Mizuho Tsuchiya, Ryota Sakamoto, Shinpei Kusaka, Yasutaka Kitagawa, Mitsutaka Okumura, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: (In press) 号: 44 ページ: 5881-5883
  • DOI: 10.1039/c4cc01573h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Luminescent Heteroleptic Tris (dipyrrinato) indium (III) Complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinpei Kusaka, Ryota Sakamoto, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 53 号: 7 ページ: 3275-3277
  • DOI: 10.1021/ic500326u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reactivity and Electronic Properties of a Ferrocene Molecule Bearing an N,C-chelate BMes2 Unit (2014)
  • 著者名/発表者名: Yingli Rao, Tetsuro Kusamoto, Ryota Sakamoto, Hiroshi Nishihara, Suning Wang
  • 雑誌名: Organometallics 巻: 33 号: 7 ページ: 1787-1793
  • DOI: 10.1021/om500138f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Junction Effects on Interfacial Electron Transfer Between Bis (terpyridine) iron (II) and Hdrogen-Terminated Silicon (111) Electrode (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Maeda, Ryota Sakamoto, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 20 号: 10 ページ: 2761-2764
  • DOI: 10.1002/chem.201304588
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Dense and Multi-layered Films of The Nickel Bis (dithiolene) Nanosheet By Means of The Langmuir-Schafer Method (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Hoshiko, Tetsuya Kambe, R. Sakamoto, K. Takada, and H. Nishihara
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 43 号: 2 ページ: 252-253
  • DOI: 10.1246/cl.130882
  • NAID: 130004867969
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative Study of Photochromic Ferrocene-conjugated Dimethyldihydropyrene Derivatives (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Muratsugu, Masa-aki Kishida, Ryota Sakamoto, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 19 号: 51 ページ: 17314-17327
  • DOI: 10.1002/chem.201303456
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] π-Conjugated Trinuclear Group-9 Metalladithiolenes with a Triphenylene Backbone (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Sakamoto, Tetsuya Kambe, S. Tsukada, K. Takada, K. Hoshiko, Y. Kitagawa, M. Okumura, H. Nishihara
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 52 号: 13 ページ: 7411-7416
  • DOI: 10.1021/ic400110z
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1,4-Bis(4-ferrocenylphenylethynyl)anthraquinone by synchrotron X-ray powder diffraction (2013)
  • 著者名/発表者名: Maki Sachiko, Eiji Nishibori, Masanori Yoshida, Shinobu Aoyagi, Makoto Sakata, Masaki Takata, Mio Kondo, Masaki Murata, Ryota Sakamoto, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: Acta. Cryst. 巻: C69 号: 7 ページ: 696-703
  • DOI: 10.1107/s0108270113013978
  • 査読あり
• [雑誌論文] A bis (terpyridine) iron network polymer on carbon for a potential energy storage material (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuo-Hui Wu, Hiroaki Maeda, Tetsuya Kambe, Ken Hoshiko, Eunice Jia Han Phua, Ryota Sakamoto, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 42 号: 45 ページ: 15877-15880
  • DOI: 10.1039/c3dt51186c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intramolecular [2+2+2] cycloaddition of bis(propargylphenyl)​carbodiimides: synthesis of L-​shaped π-​extended compounds with pyrrolo[1,​2-​a]​[1,​8]​naphthyridine corner units (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Otani, T. Saito, R. Sakamoto, H. Osada, A. Hirahara, N. Furukawa, N. Kutsumura, T. Matsuo, K. Tamao
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 49 号: 55 ページ: 6206-6208
  • DOI: 10.1039/c3cc42792g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orthogonal bis (terpyridine)-Fe (II) metal complex wires on a tripod scaffold : Rapid electron transport (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryota Sakamoto, Yuuki Ohirabaru, Ryota Matsuoka, Hiroaki Maeda, Shunsuke Katagiri, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 49 号: 64 ページ: 7108-7110
  • DOI: 10.1039/c3cc42478b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal Complex Oligomer and Polymer Wires on Electrodes : Tactical Constructions and Versatile Functionalities (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Maeda, Ryota Sakamoto, Hiroshi Nishihara
  • 雑誌名: Polymer 巻: 54 号: 17 ページ: 4383-4403
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2013.04.019
  • 査読あり
• [学会発表] 金属錯体低次元系の構築と物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂本 良太
  • 学会等名: 第2回東北大学リーディング大学院研究会「金属錯体の固体物性最前線‐金属錯体と固体物性物理と生物物性の連携新領域をめざして‐」
  • 発表場所: 仙台（宮城）
  • 年月日: 2015-02-20 – 2015-02-22
  • 招待講演
• [学会発表] Bottom-up molecular wires and sheets for artificial photosynthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryota Sakamoto
  • 学会等名: 2014 International Conference on Artificial Photosynthesis (ICARP2014)
  • 発表場所: 淡路（兵庫）
  • 年月日: 2014-11-24 – 2014-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] Functional Bottom-Up Metal Complex Nanosheets (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryota Sakamoto
  • 学会等名: Vietnam Malaysia International Chemical Congress (VMICC)
  • 発表場所: ハノイ（ベトナム）
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-09
  • 招待講演
• [学会発表] Functional Bottom-Up Metal Complex Nanosheets (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryota Sakamoto
  • 学会等名: 18th Malaysian International Chemical Congress (18MICC)
  • 発表場所: クアラルンプール（クアラルンプール）
  • 年月日: 2014-11-03 – 2014-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] Brightly Luminescent π-Extended Dipyrrin Complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryota Sakamoto, Shinpei Kusaka, Mizuho Tsuchiya, Hiroshi Nishihara
  • 学会等名: 41st International Conference on Coordination Chemistry (ICCC-41)
  • 発表場所: シンガポール（シンガポール）
  • 年月日: 2014-07-21 – 2014-07-25
  • 招待講演
• [学会発表] Metal Complex Nanowires and Nanosheets Aiming at Photosynthetic Antenna Models (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryota Sakamoto
  • 学会等名: Tenth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments (SNCPP14)
  • 発表場所: 草津（滋賀）
  • 年月日: 2014-05-30 – 2014-05-31
  • 招待講演
• [学会発表] 光機能性「ボトムアップ型」金属錯体ナノシート・ナノワイヤ (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂本 良太
  • 学会等名: 日本化学会研究会「低次元系光機能材料研究会」第３回研究講演会―低次元系光機能材料と人工光合成
  • 発表場所: 東京（東京）
  • 年月日: 2014-05-09
  • 招待講演
• [学会発表] Coordination Programming of Functional Molecular Wires and Sheets (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryota Sakamoto
  • 学会等名: Asian International Symposium in The 94th Annual Meeting
  • 発表場所: 名古屋（愛知）
  • 年月日: 2014-03-21 – 2014-03-25
  • 招待講演
• [学会発表] 「ボトムアップ型」金属錯体ナノシート・ナノワイヤ」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂本 良太
  • 学会等名: 第１回東北大学リーディング大学院研究会「金属錯体の固体物性最前線‐金属錯体と固体物性物理と生物物性の連携新領域をめざして‐」
  • 発表場所: 仙台（宮城）
  • 年月日: 2014-02-19 – 2014-02-21
  • 招待講演
• [学会発表] Coordination Programming of Photo- and Electro-Functional Molecular Assemblies (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryota Sakamoto, Yoshinori Yamanoi, Hiroshi Nishiahra
  • 学会等名: 15th Asian Chemical Congress 2013 (15 ACC)
  • 発表場所: シンガポール（シンガポール）
  • 年月日: 2013-08-21 – 2013-08-23
  • 招待講演
• [学会発表] Coordination Programming of Photo- and Electro-Functional Molecular Assemblies (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryota Sakamoto
  • 学会等名: Japan-China young scientist symposium "Frontier of coordination chemistry at the interface of nano and micro
  • 発表場所: 岡崎（愛知）
  • 年月日: 2013-06-13 – 2013-06-15
  • 招待講演