太陽光エネルギー変換を行うナノ有機分子システムの電子伝達機能

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22550009
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 小堀 康博 静岡大学, 理学部, 准教授 (00282038)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 太陽光 / エネルギー変換 / 光電荷分離状態 / 立体配置 / 電子的相互作用 / 人工光合成 / 時間分解電子スピン共鳴 / フラーレン

研究概要

効率のよい光-化学エネルギー変換を行う分子素子を設計する上で、電子ドナー(D)-アクセプター(A)系における立体構造および電子状態がどのように電荷分離および電荷再結合過程を制御できるのかに大きな関心が持たれる。本研究では、時間分解電子スピン共鳴法を駆使し、様々な機能性分子やタンパク質および有機薄膜太陽電池の系において生成する光電荷分離状態の分子立体構造および電子的相互作用の解析を進めた。

研究成果

• [雑誌論文] Initial Molecular Photocurrent: Nanostructure and Motion of Weakly BoundCharge-Separated State in Organic Photovoltaic Interface (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ko b o r i, R. Noji, S. Tsuganezawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 117 (4) ページ: 1589-1599
  • DOI: DOI:10.1021/jp102330a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and Dynamics of Photogenerated Triplet Radical Ion Pairs in DNA Hairpin Conjugates with Anthraquinone End Caps (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Carmieli, A. Smeigh, S. M. Conron, A. Thazhathveetil, M. Fuki, Y. Kobori, F. Lewis, M. Wasielewski
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 (27) ページ: 11251-11260
  • DOI: DOI:10.1021/ja303721j
  • 査読あり
• [雑誌論文] レビュー 「タンパク質の光エネルギー変換機構:光電荷分離のダイナミクスと構造解析の最前線」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小堀康博
  • 雑誌名: 光化学 巻: 43 ページ: 134-141
• [雑誌論文] Protein-Ligand Structure and Electronic Coupling of Photoinduced Charge-Separated State: 9,10-Anthraquione-1-Sulfonate Bound to Human Serum Albumin (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ko b o r i, M. Fuki
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 (42) ページ: 16770-16773
  • DOI: DOI:10.1021/ja206898j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conversion of Cobalt(II) Porphyrin into a Helical Cobalt(III) Complex of Acyclic Pentapyrrole (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yamanishi, M. Miyazawa, T, Yairi, S. Sakai, N. Nishina, Y. Kobori, M. Kondo, F. Uchida
  • 雑誌名: Angew. Chem.-Int.Edit 巻: 50 (29) ページ: 6583-6586
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Spin Polarization Transfer to the Charge-Separated State from Locally Excited Triplet Configuration: Theory and Its Application to Characterization of Geometry and Electronic Coupling in the Electron Donor-Acceptor System (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ko b o r i, M. Fuki, H. Murai
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 114 (45) ページ: 14621-14630
  • DOI: DOI:10.1021/jp102330a
  • 査読あり
• [学会発表] 光合成光化学系II反応中心における初期電荷分離状態のダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 山下幸実・三野広幸・小堀康博
  • 学会等名: 」第93春期日本化学会年会
  • 発表場所: 立命館大学(草津市)
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] Connection between Protein Nanostructures and Electronic Couplings in Photoinduced Charge-Separated States (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Kobori
  • 学会等名: 8th Asia-Pacific EPR/ESR Symposium (invited)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2012-10-12
• [学会発表] Connection between Protein Nanostructures and Electronic Couplings in Photoinduced Charge-Separated States (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Kobori
  • 学会等名: 2012 年光化学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] Structure and Electronic Coupling of Photoinduced Charge-Separated States Bound in Photovoltaic Donor-Acceptor BulkHeterojunction Interfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Kobori
  • 学会等名: The Second Internatioal Symposium on Electron Spin Science
  • 発表場所: Hotel Taikanso(松島市)
  • 年月日: 2012-07-23
• [学会発表] ポリチオフェン-フラーレン混合膜に生成する電荷分離状態と電荷解離ダイナミクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 小堀康博・野路竜平
  • 学会等名: 第50回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター (仙台市)
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] ヒト血清アルブミン-キノン複合体における長距離光電荷分離状態の立体配置と電子的相互作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 婦木正明・村井久雄・小堀康博
  • 学会等名: 第50回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター(仙台市)
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] ポリチオフェン-フラーレンブレンド膜の時間分解EPR (2011)
  • 著者名/発表者名: 津金澤秀平・野路竜平・永田浩人・小堀康博
  • 学会等名: 第50回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター(仙台市)
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] 光合成反応中心における初期電荷分離状態の観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青野志保・小堀康博・近藤徹・三野広幸・Nina Ponomarenko・James R.Norris Jr.
  • 学会等名: 第50回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター(仙台市)
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] フラーレン-亜鉛ポルフィリン連結分子に生成する光電荷分離状態の電子的相互作用に対するオリゴシランスペーサー分子骨格構造の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永田浩人・辻 勇人・玉尾皓平・村井久雄・小堀康博
  • 学会等名: 第50回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター(仙台市)
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] Orientational Structures and Electronic Couplings of the Photoinduced Charge-Separated States in Proteins" International Workshop (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Kobori, Masaaki Fuki
  • 学会等名: Advanced ESR Studies for New Frontiers in Biofunctional Spin Science and Technology
  • 発表場所: 神戸大学(神戸市)
  • 年月日: 2011-11-13
• [学会発表] Orientational structure and electronic coupling of photoinduced charge-separated states in Human Serum Albumin - Anthraquinone-1-Sulfonate Complex (2011)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Fuki, Hisao Murai, Yasuhiro Kobori
  • 学会等名: Joint of Morino Lecture and International Workshop "Spectroscopy on Photoinduced Functions of Electrons and Spins in Biology and Material Science"
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2011-10-13
• [学会発表] フラーレン-亜鉛ポルフィリン連結分子に生成する光電荷分離状態の電子的相互作用に対するオリゴシンスペーサー分子骨格構造の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永田浩人・辻 勇人・玉尾皓平・村井久雄・小堀康博
  • 学会等名: 2011年光化学討論会
  • 発表場所: 宮崎市湖畔コンベンションエリア(宮崎市)
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] ヒト血清アルブミン-キノン複合体の光照射で生成した電荷分離状態の立体配置と電子的相互作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 婦木正明・村井久雄・小堀康博
  • 学会等名: 2011 年光化学討論会
  • 発表場所: 宮崎市河畔コンベンションエリア
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] ポリチオフェン-フラーレン混合膜に生成する光電荷分離状態の立体構造とダイナミクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 小堀康博・野路竜平
  • 学会等名: 2011年光化学討論会
  • 発表場所: 宮崎市湖畔コンベンションエリア(宮崎市)
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] P3HT-PCBMブレンド膜接合面に生成する光電荷分離状態の立体構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野路竜平・小堀康博
  • 学会等名: 第8回「次世代の大陽光発電システム」シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜じゅうろくプラザ (岐阜市)
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] ポリチオフェン-フラーレンブレンド膜に生成する長距離電荷分離状態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野路竜平、小堀康博
  • 学会等名: 第15回ESRフォーラム
  • 発表場所: コンソーシアム大阪(大阪市)
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] 時間分解EPRを用いたタンパク質の光エネルギー変換機能の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小堀康博
  • 学会等名: 第15回ESRフォーラム
  • 発表場所: コンソーシアム大阪(大阪市)
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] Orientational Structures and Electronic Couplings of Photoinduced Charge-Separated States in Proteins and Organic Films (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Kobori, Masaaki Fuki, and Ryohei Noji
  • 学会等名: Spin Chemistry Meeting 2011
  • 発表場所: オランダ デウィットラアフホテル
  • 年月日: 2011-05-16
• [学会発表] Time-resolved EPR study on geometry of photoinduced charge-separated states in polythiophene/fullerene blend films (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Noji, Yasuhiro Kobori
  • 学会等名: Spin Chemistry Meeting 2011
  • 発表場所: オランダ デウィットラアフホテル
  • 年月日: 2011-05-16
• [学会発表] 亜鉛ポルフィリンが吸着した酸化チタンナノ粒子表面に生成する光電荷分離状態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野路竜平 小堀康博
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学 横浜キャンパス(横浜市)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 光電荷分離状態の立体配置と光電変換機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小堀康博
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学 横浜キャンパス(横浜市)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] ヒト血清アルブミン-キノン複合体における光反応で生成したラジカル対の立体配置 (2011)
  • 著者名/発表者名: 婦木正明 村井久雄 小堀康博
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学 横浜キャンパス(横浜市)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 時間分解電子スピン共鳴法を用いたオリゴシラン共役スペーサーによる分子ワイヤー機能の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木みなみ・柴野祐紀・辻勇人・村井久雄・玉尾皓平・小堀康博
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学 横浜キャンパス(横浜市)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 光合成光化学系II反応中心の初期電荷再結合ダイナミクスと電子スピン緩和機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 片桐秀輔・小堀康博・近藤徹・三野広幸
  • 学会等名: 」第49回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] オリゴシランで連結した亜鉛ポルフィリン-フラーレン分子の光電荷分離状態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木みなみ・柴野祐紀・辻勇人・村井久雄・玉尾皓平・小堀康博
  • 学会等名: 第49回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] 環状アルキル鎖でスペーサー構造を制限したオリゴシラン連結フラーレン-ポルフィリン系における光電荷分離状態の交換相互作用」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永田浩人・柴野祐紀・辻 勇人・玉尾皓平・村井久雄・小堀康博
  • 学会等名: 第49回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] タンパク質にバインドした励起三重項状態の分子運動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松下健士郎・小堀康博
  • 学会等名: 第49回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] Orientational Structures and Electronic Couplings of Photoinduced Charge-Separated States in Human Proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Kobori, Masaaki Fuki
  • 学会等名: (invited) International Conference "Spin physics, spin chemistry, and spin technology
  • 発表場所: Kazan (ロシア共和国)
  • 年月日: 2010-11-03
• [学会発表] Time-Resolved EPR Characterizations of Geometries and Electronic Couplings in the PhotoinducedCharge-Separated States of Porphyrin-Fullerene Dyads Bridgedby Oligosilanes (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Kobori
  • 学会等名: 7th Asia-Pacific EPR/ESR Symposium (invited)
  • 発表場所: 済州国際会議場 済州島 大韓民国
  • 年月日: 2010-10-14
• [学会発表] 電子スピン分極を利用したタンパク質の立体構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小堀康博
  • 学会等名: 平成22 年度化学系学協会東北大会 物理化学コロキウム特別企画「生体系のスピン科学」
  • 発表場所: 岩手大学(盛岡市)
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] オリゴシランで連結したフラーレン-ポルフィリンの光電荷分離状態における電子的相互作用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小堀康博
  • 学会等名: 2010年光化学討論会
  • 発表場所: 千葉大学(千葉市)
  • 年月日: 2010-09-10
• [図書] 光技術コンタクト (2012)
  • 著者名/発表者名: 小堀康博
  • 総ページ数: 11-16
• [図書] 化学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小堀康博 婦木正明
  • 総ページ数: 70-71
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 配位化合物の電子状態と光物性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小堀康博
  • 出版者: 三共出版
• [備考]
  • URL: http://www.solar.jst.go.jp/result/2ki/04.html
• [備考]
  • URL: http://www.jst.go.jp/pr/announce/20111006-1/
• [備考]
  • URL: http://www.shizuoka.ac.jp/public/news/detail.html?CN=872&PG01=us02