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2020 年度 実績報告書

カーボンナノチューブの近赤外発光を制御する方法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17H02735
研究機関東京学芸大学

研究代表者

前田 優  東京学芸大学, 教育学部, 教授 (10345324)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードカーボンナノチューブ / 近赤外発光 / 化学修飾
研究実績の概要

本研究では、特異な構造と電子的特性を有するナノカーボンである単層カーボンナノチューブに着目し、選択的な化学修飾によって近赤外発光特性を制御する方法を構築することを目的とした。具体的には、反応活性点を1つあるいは2つもつ反応試薬や段階的に立体構造を大きくした反応試薬を設計して、これを用いてカーボンナノチューブ付加体を合成した。このように、付加体の反応点の数や反応点を結ぶスペーサーの鎖長や嵩高さを制御することで、SWNTsの化学修飾率や付加様式を制御することを試みた。最近、これら化学修飾に用いる反応試薬の設計によって、(6,5) SWNTsの化学修飾率の制御が可能であることや、化学修飾することによって1100 nmから1268 nmの範囲で複数もしくは単一の新しい近赤外発光を発現させることに成功した。
バルクスケールで合成されるSWNTsは、構造の異なるSWNTs混合物として得られることから、混合物として化学反応性や化学修飾後の分光学的評価をすることになる。そこで、化学修飾したSWNTsをゲルクロマトグラフィーで分離精製することを試みたところ、(6,5) SWNTsおよびその付加体の高純度化と光学分割に成功した。高純度化によって濃度消光を低減させることができ、より優れた近赤外発光材料として活用できることが明らかとなった。また、(6,5) SWNTsの発光制御に有効性が認められた2点修飾に適した化学反応が、(6,4) SWNTsの発光特性制御にも活用できることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Helicity Sorting and Optical Resolution of Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes and Their Optical Properties2020

    • 著者名/発表者名
      Maeda, Y.; Konno, Y.; Yamada, M.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 124 ページ: 21886-21894

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.0c07963

    • 査読あり
  • [学会発表] Photoreaction of C70 with disilirane: Electronic properties of silylated adducts2021

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Nishida, Masahiro Kako, Michio Yamada, Yutaka Maeda, Makoto Furukawa, Takeshi Akasaka
    • 学会等名
      第60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
  • [学会発表] Chirality and helicity sorting of functionalized single-walled carbon nanotube2021

    • 著者名/発表者名
      Yui Konno, Michio Yamada, Yutaka Maeda
    • 学会等名
      第60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
  • [学会発表] C60表面に働く非共有結合性相互作用の定量的な評価2021

    • 著者名/発表者名
      Michio Yamada, Haruna Narita, Yutaka Maeda
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] Simple and Effective Method to Control Photoluminescence Properties of Single-walled Carbon Nanotubes by Ultrasonic Irradiation2020

    • 著者名/発表者名
      紺野優以・西野朱音・山田道夫・前田優・奥平早紀・宮内雄平・松田一成・松井淳・三ツ石方也・鈴木光明
    • 学会等名
      第59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
  • [備考] Maeda Laboratory (Organic Chemistry)

    • URL

      http://www.u-gakugei.ac.jp/~ymaeda/orgchem/

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公開日: 2021-12-27  

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