2018 年度研究成果報告書

修飾分子で設計するカーボンナノチューブの近赤外発光

研究課題

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研究課題/領域番号	17K17934
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	ナノ材料化学機能物性化学
研究機関	九州大学
研究代表者	白木智丈九州大学, 工学研究院, 准教授 (10508089)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード	カーボンナノチューブ / 近赤外発光 / 化学修飾 / 分子構造 / 波長変換 / 異性体 / 分子認識 / 動的共有結合
研究成果の概要	近赤外発光はバイオイメージングや光通信など様々な先端応用技術に寄与する。本研究では、高効率な近赤外発光を示すことが明らかになってきた化学修飾カーボンナノチューブ（化学反応により他の分子を結合させたもの）において、化学修飾部位の分子構造を設計するアプローチから新材料開発に取り組んだ。その結果、近赤外域の比較的広い範囲にわたる様々な波長の近赤外発光を生み出すことやその波長を外部からの刺激によって切替（変換）できる機能を開拓することに成功した。
自由記述の分野	ナノカーボン科学
研究成果の学術的意義や社会的意義	これまでカーボンナノチューブが近赤外発光性を示すことはわかっていたが、発光効率の向上などが課題となっていた。今回開発している化学修飾カーボンナノチューブは、化学修飾という処理を行うことによって、発光効率の向上や発光波長の長波長化などを導けるため新たな近赤外発光材料として期待されている。一方で、これまで修飾分子が本材料の発光特性に与える影響は部分的な理解に留まっていた。今回様々な分子設計を基に、修飾分子の分子構造に応じた大幅な発光波長変化や波長の切替機能を生み出すことに成功した。以上は学術的にも新しい知見であり、本機能をもとにした新たな近赤外発光光源開発など産業への貢献も期待される。