| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
25107519
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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 |
理工系
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| 研究機関 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
荒谷 直樹 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (60372562)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2014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)
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)
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| キーワード | 有機化学 / 赤外材料 / 超分子 / 人工光合成 / 光捕集アンテナ / 会合 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では、高効率の近赤外光捕集を達成する光アンテナ分子の分子設計・合成戦略を確立し、新たなナノカーボンマテリアル群を創製することを目的とした。長波長に吸収をもつ化合物を合成・単離するために、分子内に電荷をもたせ非局在化させる戦略を試み、実際にこの戦略の正しさを立証した。
近赤外光を含む長波長の光を吸収することができれば、太陽光に含まれるスペクトルのうちこれまで利用できなかった低いエネルギー側を獲得し、物質変換に利用することが期待できる。これまでにも堅牢な新しい骨格をもつフルオロン系多環芳香族炭化水素を基軸としたアセン系化合物の合成研究を展開しているが、できるだけ少ない芳香環ユニット数で吸収波長の長波長化を達成することを目指した。特にペンタセン型のフルオロン化合物はその単純な分子骨格にもかかわらず、塩基性条件下で最大吸収波長が1018 nmにまで達し、さらにその蛍光波長のピークは1104 nmであった。比較的小さいストークスシフトを示していることからも堅牢な骨格を有していることが伺える。しかしながらこの化合物は各種溶媒に対して難溶性であり、単結晶の作成に苦戦していた。そこで基本骨格であるフルオロン型分子（アントラセンサイズ）を合成し、その構造および基本物性を明らかにし、さらに、ペンタセン型フルオロンの安定性を確保するために、2,6-ジフルオロフェニル基を１３位に導入した。
シアニン色素は溶媒などの条件によってJ会合体となることがよく知られている。今後はそのような会合挙動も精査する。クロロフィル同様、大きな吸収スペクトルの変化と会合体内で非常に効率のよい長距離の励起エネルギー移動が観測されると期待できる。
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| 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。
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| 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。
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