2002 年度実績報告書

カーボンナノクラスターハイブリッド超分子―合成・超薄膜形成及び機能開発―

研究課題

研究課題/領域番号	14350489
研究機関	長崎大学
研究代表者	中嶋直敏長崎大学, 大学院・生産科学研究科, 教授 (80136530)
研究分担者	村上裕人九州大学, 有機化学基礎研究センター, 助手 (30274624)
キーワード	金属内包フラーレン / 脂質 / 二分子膜 / 電子移動反応 / 修飾電極デバイス / カーボンナノチューブ / 可溶化 / ピレン
研究概要	本研究では、フラーレンおよびカーボンナノチューブを異種材料と組み合わせたカーボンナノクラスターハイブリッドマテリアルの合成・超薄膜化・新機能開発を行い以下の成果を得た。これまで金属内包フラーレンフィルムの構造、機能は全く報告されていない。ここでは、まず、アーク放電法よる金属内包フラーレン(La@C82-A, La@C82-B)を用い、人工脂質との組成比を変えコンポジットフィルムを作成し、電子移動特性を解析した。測定には作用極にLa@C82-A(または、La@C82-B)/脂質修飾BPG電極を用いた。サイクリックボルタモグラム測定より、La@C82-A(B)単独キャストフィルムでは不安定な酸化還元応答が観測されたにも関わらず、マトリックスとしてカチオン性人工脂質二分子膜を用いることにより、3段階の安定な酸化還元応答が観測可能であることが明らかとなった。マトリクスに人工脂質二分子膜を用いることで、La@C82-Aの安定な電子移動反応が観測可能であることが明らかとなった。電流値は掃引速度の平方根に比例し、拡散が電極反応の律速過程に関与した応答であることがわかった。La@C82-B/脂質修飾BPG電極においても同様のボルタモグラム応答が観測された。掃引速度依存性の検討では、La@C82-A/脂質フィルムで拡散が電極反応の律速過程に関与した応答であることがわかった。また掃引速度200mV/s以下の範囲で、電極界面の酸化還元種が電極反応の律速過程に関与した応答であることが示唆された。一方、カーボンナノチューブは、溶媒に不溶である。ピレン基を持っポリエチレングリコールおよびアンモニウム型ピレンの水溶液は精製したカーボンナノチューブが可溶化できることを見出した。可溶化ナノチューブの蛍光スペクトル解析、ならびに原子間力顕微鏡による形態観察を行い、その基礎的特性を明らかにした。

研究成果

(9件)

すべてその他

すべて文献書誌 (9件)

[文献書誌] E.Mouri: "Nanostructure of Fullerene-Bearing Artificial Lipid Monolayer on Water Surface by in situ X-ray Reflectometry"Langmuir. 18. 10042-10046 (2002)
[文献書誌] H.Murakami: "Design, Synthesis and Photophysical Properties of C_<60>-Modified Proteins"J. Mater. Chem.. 12. 2026-2033 (2002)
[文献書誌] N.Nakashima: "Water-Soluble Single-Walled Carbon Nanotubes via Noncovalent Sidewall-Functionalization with a Pyrene-Carrying Ammonium Ion"Chem. Lett.. 2002. 638-639 (2002)
[文献書誌] M.Komatsu: "Aqueous Electrochemistry of C_<60> Incorporated in an Artificial Lipid Thin-Film on a p-Type Semiconductive Diamond Electrode"J. Electrochem. Soc.. 149. E277-E232 (2002)
[文献書誌] T.Nakanishi: "Structure and Electrochemistry of Self-Organized Fullerene Lipid Bilayer Films"Chem. Eur. J.. 8. 1641-1648 (2002)
[文献書誌] N.Nakashima: "Construction of a Metallofullerene La@C_<82>/Artificial Lipid Film-Modified Electrode Device and Its Electron Transfer"J. Phy. Chem. B. 106. 3523-3525 (2002)
[文献書誌] 中嶋直敏: "フラーレン超薄膜の構造と機能"機能材料. 22. 12-18 (2002)
[文献書誌] 中嶋直敏: "フラーレン脂質二分子膜・単分子膜の構造と機能"化学工業. 53. 569-574 (2002)
[文献書誌] 中嶋直敏: "フラーレン薄膜とフラーレン蛋白質"高分子加工. 51. 367-371 (2002)

2002 年度 実績報告書

カーボンナノクラスターハイブリッド超分子―合成・超薄膜形成及び機能開発―

研究代表者

中嶋 直敏 長崎大学, 大学院・生産科学研究科, 教授 (80136530)

研究成果

[文献書誌] E.Mouri: "Nanostructure of Fullerene-Bearing Artificial Lipid Monolayer on Water Surface by in situ X-ray Reflectometry"Langmuir. 18. 10042-10046 (2002)

[文献書誌] H.Murakami: "Design, Synthesis and Photophysical Properties of C_<60>-Modified Proteins"J. Mater. Chem.. 12. 2026-2033 (2002)

[文献書誌] N.Nakashima: "Water-Soluble Single-Walled Carbon Nanotubes via Noncovalent Sidewall-Functionalization with a Pyrene-Carrying Ammonium Ion"Chem. Lett.. 2002. 638-639 (2002)

[文献書誌] M.Komatsu: "Aqueous Electrochemistry of C_<60> Incorporated in an Artificial Lipid Thin-Film on a p-Type Semiconductive Diamond Electrode"J. Electrochem. Soc.. 149. E277-E232 (2002)

[文献書誌] T.Nakanishi: "Structure and Electrochemistry of Self-Organized Fullerene Lipid Bilayer Films"Chem. Eur. J.. 8. 1641-1648 (2002)

[文献書誌] N.Nakashima: "Construction of a Metallofullerene La@C_<82>/Artificial Lipid Film-Modified Electrode Device and Its Electron Transfer"J. Phy. Chem. B. 106. 3523-3525 (2002)

[文献書誌] 中嶋直敏: "フラーレン超薄膜の構造と機能"機能材料. 22. 12-18 (2002)

[文献書誌] 中嶋直敏: "フラーレン脂質二分子膜・単分子膜の構造と機能"化学工業. 53. 569-574 (2002)

[文献書誌] 中嶋直敏: "フラーレン薄膜とフラーレン蛋白質"高分子加工. 51. 367-371 (2002)

2002 年度実績報告書

中嶋直敏長崎大学, 大学院・生産科学研究科, 教授 (80136530)