| 研究課題/領域番号 |
19K05506
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| 研究機関 | 高知工科大学 |
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研究代表者 |
伊藤 亮孝 高知工科大学, 環境理工学群, 講師 (20708060)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 遷移金属化合物 / 高分子ナノ粒子 / 蛍光 / りん光 / 光誘起反応 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では微小球状イオン交換樹脂である「ナノイオンキャリア」のもつ分子構造や担持材料の柔軟性に着目し、遷移金属化合物と複合化した新規発光システムの構築を目指している。現在までに、合成的戦略に基づくナノイオンキャリアの強発光化について重点的に取り組み、強発光部位を導入した新規ナノイオンキャリアの創出を達成した。対象とする蛍光ユニットに対して重合部位を導入した化合物を合成し、重合条件を種々検討することによって粒子サイズや水への分散性を保持したまま蛍光ユニットを部分的に導入したナノイオンキャリアを合成することに成功した。合成したキャリアに対する吸収・蛍光測定から、ナノイオンキャリア骨格に共重合された蛍光部位が高い蛍光量子収率を示すことが明らかになったほか、共重合された骨格間における励起エネルギー移動の発現が示唆された。さらに、新規ナノイオンキャリアに遷移金属錯体を担持した複合試料を調製し、キャリアと金属錯体間における光誘起反応を観測した。これらの強発光性部位を導入した新規ナノイオンキャリアの内部およびキャリア－担持化学種間における電子的な相互作用は、本研究において重要な役割を果たす素過程に対応するものである。また、キャリア－担持化学種間における光誘起反応は、従来の構造をもつナノイオンキャリアや遷移金属イオンを用いても観測され、様々な機構に基づく強発光システム構築に向けた基礎的知見の獲得に成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ナノイオンキャリアの特徴である粒子サイズ、イオン交換能および高い水分散性を維持しつつ、強発光性部位を導入する手法を見出すことができた。また、キャリア内部およびキャリアと担持した遷移金属化合物間の電子的相互作用を実験的に観測することに成功した。以上より、本研究の目的を達成するために必要な素過程の情報を獲得できている。これらは当初の計画をよく反映した進行度であり、研究はおおむね順調に進展していると判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
強発光性ナノイオンキャリアの組成や担持する遷移金属錯体の種類・量を系統的に変化させた試料を合成・調製し、目的とする水中アップコンバージョン蛍光現象の観測を目指す。また、これまでに得られた知見を活用し、配位部位を有する新規ナノイオンキャリアの合成に取り組み、希土類イオンとの複合化を行う。これらの試料合成と並行して、時間分解分光システムの多機能化・高感度化を実施し、試料の物性測定を行う。なお、ナノイオンキャリアに共担持した化学種間における光誘起反応挙動についての学術論文を近日中に投稿予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究室所有の金属試薬を用いてナノイオンキャリアとの複合化を行ったこと、また成果発表を高知県内で開催された研究会で行ったことから、次年度使用額が発生した。当該予算は、次年度の金属試薬ならびに分光測定システムを構築するために必要な光学部品・機器の購入により使用する予定である。
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