共役系分子とカーボンナノチューブの複合化

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19750032
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 有機化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 梅山 有和 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30378806)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 構造有機化学

研究概要

単層カーボンナノチューブ(WNT)特異な電子的・光学的性質を示すが、強力な相互作用がチューブ間にはたらくため束状の凝集構造をとりやすく、難溶で成形加工性が低いことが応用研究の妨げとなっている。本研究では、共有結合および非共有結合相互作用によりSWNTの束構造をほぐして溶解性を高めることで、共役系高分子やポルフィリンなどの色素分子、およびフラーレンとの複合体を作製し、その光物性や光電変換特性を解明した。

研究成果

• [雑誌論文] Selective Formation and Efficient Photocurrent Generation of [70]Fullerene-Single-Walled Carbon Nanotube Composites (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, N. Tezuka, S. Seki, Y. Matano, M. Nishi, K. Hirao, H. Lehtivuori, N.V. Tkachenko, H. Lemmetyinen, Y. Nakao, S. Sakaki, H. Imahori
  • 雑誌名: Adv. Mater 22 ページ: 1767-1770
  • 査読あり
• [雑誌論文] -Comparison of Cluster Formation, Film Structure, Microwave Conductivity, and Photoelectrochemical Properties of Composites Consisting of Single-Walled Carbon Nanotubes with C_<60>, C_<70>, and C_<84> (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Tezuka, T. Umeyama, S. Seki, Y. Matano, M. Nishi, K. Hirao, H. Imahori
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 114 ページ: 3235-3247
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Photophysical and Photovoltaic Properties of Porphyrin-Furan and -Thiophene Alternating Copolymers (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, T. Takamatsu, N. Tezuka, Y. Matano, Y. Araki, T. Wada, O. Yoshikawa, T. Sagawa, S. Yoshikawa, H. Imahori
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 113 ページ: 10798-10806
  • 査読あり
• [雑誌論文] Donor-Acceptor Nanoarchitecture on Semiconducting Electrodes for Solar Energy Conversion (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Imahori, T. Umeyama
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 113 ページ: 9029-9039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supramolecular Donor-Acceptor Heterojunctions by Vectorial Stepwise Assembly of Porphyrins and Coordination-Bonded Fullerene Arrays for Photocurrent Generation (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Kira, T. Umeyama, Y. Matano, K. Yoshida, S. Isoda, J. -K. Park, D. Kim, H. Imahori
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 131 ページ: 3198-3200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbon Nanotube-Modified Electrodes for Solar Energy Conversion (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, H. Imahori
  • 雑誌名: Ener. Environ. Sci. 1 ページ: 120-133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clusterization, Electrophoretic Deposition, and Photoelectrochemical Properties of Fullerene-Functionalized Carbon Nanotube Composites (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, N. Tezuka, M. Fujita, S. Hayashi, N. Kadota, Y. Matano, H. Imahori
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 14 ページ: 4875-4885
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced Energy Transfer in Composites of Poly[(p-phenylene-1, 2-vinylene)-co-(p-phenylene-1, 1-vinylidene)] and Single-Walled Carbon Nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, N. Kadota, N. Tezuka, Y. Matano, H. Imahori
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 444 ページ: 263-267
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrophoretic Deposition of Single-Walled Carbon Nanotubes Covalently Modified with Bulky Porphyrins on Nanostructured SnO2 Electrodes for Photoelectrochemical Devices (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, M. Fujita, N. Tezuka, N. Kadota, Y. Matano, K. Yoshida, S. Isoda, H. Imahori
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111 ページ: 11484-11493
  • 査読あり
• [雑誌論文] Retention of Intrinsic Electronic Properties of Soluble Single-Walled Carbon Nanotubes after Significant Degree of Sidewall Functionalization by Bingel Reaction (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, N. Tezuka, M. Fujita, Y. Matano, N. Takeda, K. Murakoshi, K. Yoshida, S. Isoda, H. Imahori
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111 ページ: 9734-9741
  • 査読あり
• [雑誌論文] Good Solvent Effects of C_<70> Cluster Formations and Their Electron-Transporting and Photoelectrochemical Properties
  • 著者名/発表者名: N. Tezuka, T. Umeyama, Y. Matano, T. Shishido, M. Kawasaki, M. Nishi, K. Hirao, H. Lehtivuori, N.V. Tkachenko, H. Lemmetyinen, Y. Honsho, S. Seki, H. Imahori
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] カーボンナノチューブの化学修飾による光機能化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 梅山有和
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 東大阪
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] Composite Clusters of Higher Fullerenes and Single-Walled Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama
  • 学会等名: Zero-Carbon Energy 2009
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-09-03
• [学会発表] Chemical Functionalization of Single-Walled Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama
  • 学会等名: First International Conference on Nanostructured Materials and Nanocomposites (ICNM - 2009)
  • 発表場所: コッタヤム市, インド
  • 年月日: 2009-04-08
• [学会発表] Photoelectrochemical Devices Comprised of Covalently Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, M. Fujita, N. Tezuka, Y. Matano, H. Imahori
  • 学会等名: 213th ECS Meeting
  • 発表場所: フェニックス市, 米国
  • 年月日: 2008-05-21
• [学会発表] Preparation and Photophysical Properties of Nanocomposites of Single-Walled Carbon Nanotubesand Novel Conjugated Polymers (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Umeyama, N. Kadota, N. Tezuka, Y. Matano, H. Imahori
  • 学会等名: 2007 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: ボストン市, 米国
  • 年月日: 2007-11-27
• [図書] 「カーボンナノチューブの光機能化」次世代共役ポリマーの超階層制御と革新機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 梅山有和, 今堀博
  • 総ページ数: 328-333
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 「カーボンナノチューブの複合化」有機薄膜太陽電池の最新技術II (2009)
  • 著者名/発表者名: 梅山有和, 今堀博
  • 総ページ数: 131-139
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://www.moleng.kyoto-u.ac.jp/~moleng_05/umeyama.html
• [産業財産権] 光電変換素子材料の製造方法及び有機太陽電池の製造方法 (2009)
  • 発明者名: 梅山有和, 今堀博
  • 権利者名: 国立大学法人京都大学
  • 産業財産権番号: 特許・特願2009-183653
  • 出願年月日: 2009-08-06
• [産業財産権] 有機分子内包カーボンナノチューブおよび電子デバイス (2008)
  • 発明者名: 梅山有和, 門田直樹, 今堀博, 素木岫一, 中川裕三
  • 権利者名: 国立大学法人京都大学
  • 産業財産権番号: 特許・特願2008-084092
  • 出願年月日: 2008-03-27
• [産業財産権] フェニレン系ポリマー、カーボンナノチューブ用分散剤、カーボンナノチューブ複合体、太陽電池用薄膜、ならびにカーボンナノチューブ複合体の分散液およびその製造方法 (2007)
  • 発明者名: 梅山有和, 門田直樹, 今堀博
  • 権利者名: 国立大学法人京都大学
  • 産業財産権番号: 特許・特願2007-13438
  • 出願年月日: 2007-05-21