| 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 |
24107002
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
民秋 均 立命館大学, 薬学部, 教授 (00192641)
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| 研究分担者 |
稲垣 伸二 株式会社豊田中央研究所, 稲垣特別研究室, 室長・シニアフェロー (30374086)
橋本 秀樹 関西学院大学, 理工学部, 教授 (50222211)
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| 研究期間 (年度) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| キーワード | 生物物理 / 超分子化学 / ナノ材料 / 光物性 / バイオテクノロジー |
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| 研究実績の概要 |
１. 紅色細菌系：紅色細菌のアンテナ系を構成するポリペプチドとバクテリオクロロフィルとを再構成させる際に、様々なカロテノイドを共存させることで、三成分複合体を構築することに成功した。この複合体での蛍光発光・励起スペクトル測定により、カロテノイドからバクテリオクロロフィルへの効率の良い一重項励起エネルギー移動が起こっていることが明らかになった。
２. 緑色細菌系：緑色細菌のアンテナ系であるクロロゾームをモデルとして、クロロゾーム型自己会合性クロロフィル分子と、その自己会合体と共会合体を形成しうるエネルギー受容体型分子の亜鉛クロロフィル誘導体を合成した。前者の分子と少量の後者の分子をテトラヒドロフランに溶かし、99倍量のヘキサンを加えて、サンプル溶液を調製した。この溶液中で前者の自己会合体をソーレー帯で選択的に光励起すると、共会合した後者からの発光が見られ、前者の自己会合体からそれに共会合した後者の分子への励起エネルギー移動が生じていることが判明した。このような共会合体型エネルギー移動系は、均一系だけでなく、ガラス基板上の不均一系でも創製可能であった。
３. メソポーラス有機シリカ系：メソポーラス有機シリカの骨格ビピリジンを配位子として利用して、光増感剤のルテニウム錯体と二酸化炭素還元触媒のレニウム錯体をそれぞれ連結させた。この修飾メソポーラス有機シリカ上で、ルテニウム錯体からレニウム錯体への光励起電子移動に伴う二酸化炭素の一酸化炭素への還元が確認できた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
１）紅色細菌系と２）緑色細菌系と３）メソポーラス有機シリカ系のいずれの研究も、予定通りの進展が見られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究成果を基にして、１）紅色細菌系ではカロテノイドからバクテリオクロロフィルへの励起エネルギー移動を実現する革新的プラットホームを作成し、２）緑色細菌系では数百のクロロフィル分子が有効に集積した人工光収穫アンテナを構築し、３）メソポーラス有機シリカ系では光捕集アンテナ機能を有する光触媒系を作り上げる。さらに、これらの研究を統合することで、光捕集機能を有する人工光合成システムの創製を行う。
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