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電気回路にはコンデンサと呼ばれる回路が組み込まれており、電圧の安定化・ノイズ除去・電気信号の取り出しといった電気回路において重要な役割を担ってい る。コンデンサの役割を化学反応で再現できれば、化学反応においても収率向上・生成物選択性向上などの精密制御が可能性となる。しかし、このようなコンセ プトで化学反応を能動的に制御する試みはない。研究代表者らは、層状酸化物半導体(LMOSs)の積層体中においてラジカルなどの従来不安定な化学種が、溶液 と比べ著しく安定に存在することを見出している。また、安定化された化学種に対して気体状の反応試薬を導入すると、ラジカルの消失が確認された。このよう なラジカル種の安定化挙動は、電気回路におけるコンデンサの蓄電・放電挙動に類似していると考えられ、コンデンサの役割を化学反応に適応・再現する「化学 反応コンデンサ」という着想に至った。本研究では、レニウムジイミン錯体(Re錯体)による二酸化炭素の光還元を中心とする様々な反応系を用いて、LMOSs層 間での光ラジカル生成およびLMOSs層間での安定化挙動などを仔細に調査した。LMOSs層間に導入可能なカチオン性レニウム錯体の合成に成功した。合成したレニウム錯体は、LMOSsに導入困難であったが、ピラー状物質と共存させることで、層間導入に成功した。さらに、光照射に伴い、レニウム錯体の還元種が認められ、酸素の導入により還元種の消失が認められたことから、化学反応コンデンサのプロトタイプ作成に成功した。
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