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2015 年度 実績報告書

光捕集ジピリン金属錯体ナノシート・ナノワイヤ:化学エネルギー変換系との融合

公募研究

研究領域人工光合成による太陽光エネルギーの物質変換:実用化に向けての異分野融合
研究課題/領域番号 15H00862
研究機関東京大学

研究代表者

坂本 良太  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80453843)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードナノシート / ナノワイヤ / ジピリン錯体 / 亜鉛
研究実績の概要

今年度は、本研究の基盤であるジピリン亜鉛錯体ナノワイヤ・ナノシートのモデル化合物となる単核錯体に関して、大きな進展が得られた。

(1) 強発光性・円偏光発光能を有する単核錯体の合成
(ジピリナト)(ビスオキサゾリン)亜鉛錯体が、アキラルなジピリン配位子部分から円偏光発光能を示すことを見出した。キラルなビスオキサゾリン配位子がジピリン配位子に対してパイパイ相互作用を示すことを単結晶X線構造解析から明らかとした。その結果アキラルなジピリン配位子にもキラリティーが誘起されることを、同じく単結晶X構造解析およびCDスペクトルにより突き止めた。また、円偏光発光測定により円偏光を示すことが、また絶対蛍光量子収率測定により、通常のジピリン錯体よりも遥かに量子収率が大きいことを見出した。
(2) 強発光性ビス(ジピリナト)亜鉛錯体の開発
対称なビス(ジピリナト)亜鉛錯体は通常、発光能力が弱い。しかしながら、互いに異なるジピリン配位子を導入(非対称化)することで、発光効率が大きく上昇することを2012年に見出した。本研究では、発光のバリエーションの拡張を目指し、8種類の非対称誘導体の合成を行った。いずれの非対称分子も対応する対称錯体に比べ遥かに強く発光し、特に極性溶媒中での性能に大きな違いが観測された。そのうちの一つはBODIPY色素に匹敵する特性を示した。発光色としても、可視から近赤外領域まで達する多彩な発光色を実現した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

上記に挙げたジピリン亜鉛単核錯体の研究成果に加え、ジピリン亜鉛錯体ナノワイヤ・ナノシートに関しても研究成果が得られている。ナノワイヤに関しては発光性の増強および円偏光発光機能の付与に成功し、ナノシートに関しては光電変換効率と光応答波長の改善に成功している。次年度には論文発表および報告ができる見込みである。

今後の研究の推進方策

前項に挙げた通り、ナノシート・ナノワイヤに関しても順調に研究が進展している。今後は単核錯体の研究成果を融合し、更に高機能性のナノシート・ナノワイヤの構築に取り組む。また、他の金属錯体をモチーフとする光機能性ナノシートの合成にも着手し、研究成果を挙げつつある。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 9件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 14件)

  • [雑誌論文] Heteroleptic [Bis(oxazoline)](dipyrrinato)zinc(II) Complexes: Bright and Circularly Polarized Luminescence from an Originally Achiral Dipyrrinato Ligand”2016

    • 著者名/発表者名
      Julius F. Koegel, Shinpei Kusaka, Ryota Sakamoto, Toshiki Iwashima, Ryojun Toyoda, Mizuho Tsuchiya, Ryota Matsuoka, Takamasa Tsukamoto, Junpei Yuasa, Yasutaka Kitagawa, Tsuyoshi Kawai, Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 ページ: 1377-1381

    • DOI

      10.1002/anie.201509411

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Bright Solid-state Emission of Disilane-bridged Donor-Acceptor-Donor and Acceptor-Donor-Acceptor Chromophores2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Shimada, Mizuho Tsuchiya, Ryota Sakamoto, Yoshinori Yamanoi, Eiji Nishibori, Kunihisa Sugimoto, Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: Angew. Chem. Int. Ed. 2016 ページ: 3022-3026

    • DOI

      10.1002/anie.201509380

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical fabrication of one-dimensional porphyrinic wires on electrodes2016

    • 著者名/発表者名
      Suzaliza Mustafar, Kuo-Hui Wu, Ryojun Toyoda, Kenji Takada, Hiroaki Maeda, Mariko Miyachi, Ryota Sakamoto, Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      Inorg. Chem. Front.

      巻: 3 ページ: 370-375

    • DOI

      10.1039/C5QI00239G

  • [雑誌論文] Dissymmetric Bis(dipyrrinato)zinc(II) Complexes: Rich Variety and Bright Red to Near-Infrared Luminescence with a Large Pseudo Stokes Shift2016

    • 著者名/発表者名
      Ryota Sakamoto, Toshiki Iwashima, Julius F. Koegel, Shinpei Kusaka, Mizuho Tsuchiya, Yasutaka Kitagawa, Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 138 ページ: 5666-5677

    • DOI

      10.1021/jacs.6b02128

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electron Transport of Bis(terpyridine)iron(II) Complex Wire on a Semiconducting Electrode2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Maeda, Ryota Sakamoto, Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      J. Electroanal. Chem.

      巻: 779 ページ: 112-116

    • DOI

      10.1016/j.jelechem.2016.04.027

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The coordination nanosheet (CONASH)2016

    • 著者名/発表者名
      Ryota Sakamoto, Kenji Takada, Xinsen Sun, Tigmansu Pal, Takamasa Tsukamoto, Eunice Jia Han Phua, Amalia Rapakousiou, Ken Hoshiko, Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      Coord. Chem. Rev.

      巻: 320-321 ページ: 118-128

    • DOI

      10.1016/j.ccr.2015.12.001

  • [雑誌論文] Coordination Programming of Two-dimensional Metal Complex Frameworks2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Maeda, Ryota Sakamoto, Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 32 ページ: 2527-2538

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.6b00156

  • [雑誌論文] Heteroleptic bis(dipyrrinato)copper(II) and nickel(II) complexes2015

    • 著者名/発表者名
      Ryojun Toyoda, Mizuho Tsuchiya, Ryota Sakamoto, Ryota Matsuoka, Kuo-Hui Wu, Yohei Hattori, Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 44 ページ: 15103-15106

    • DOI

      10.1039/C5DT00724K

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] nterfacial Synthesis of Electrically Palladium Bis(dithiolene) Complex Nanosheet2015

    • 著者名/発表者名
      Tigmansu Pal, Mao Lin Foo, Tetsuro Kusamoto, Tetsuya Kambe, Ryota Matsuoka, Ryota Sakamoto, Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      ChemPlusChem

      巻: 80 ページ: 1255-1258

    • DOI

      10.1002/cplu.201500206

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Bis(terpyridine)iron(II) Complex Wires with a Bithiophene Linker for Superior Long Range Electron Transport2015

    • 著者名/発表者名
      Aayushi Bajpayee, Hiraoki Maeda, Shunsuke Katagiri, Ryota Sakamoto, Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 44 ページ: 1211-1213

    • DOI

      10.1246/cl.150519

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rapid Electron Transport Phenomenon in the Bis(terpyridine)metal Complex Wire: Marcus Theory and Electrochemical Impedance Spectroscopy Study2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Maeda, Ryota Sakamoto, Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 6 ページ: 3821-3826

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.5b01725

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] New aspects in bis and tris(dipyrrinato)metal complexes: bright luminescence, self-assembled nanoarchitectures, and materials applications2015

    • 著者名/発表者名
      Ryota Sakamoto, Toshiki Iwashima, Tsuchiya Mizuho, Ryojun Toyoda, Ryota Matsuoka, Julius F. Koegel, Shinpei Kusaka, Ken Hoshiko, Toshiki Yagi, Tatsuhiro Nagayama, Hiroshi Nishihara
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. A

      巻: 3 ページ: 15357-15371

    • DOI

      10.1039/C5TA02040A

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 金属錯体を基盤とする機能性低次元系のボトムアップ創製2016

    • 著者名/発表者名
      坂本 良太
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-25 – 2016-03-28
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機ー無機ハイブリッドナノシートのボトムアップ合成と機能性ナノ材料への応用2016

    • 著者名/発表者名
      坂本 良太
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      宮城学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-23
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional "bottom-up" metal complex nanosheets2016

    • 著者名/発表者名
      Ryota Sakamoto
    • 学会等名
      2016 Kumamoto Symposium on Two Dimensional Nanomaterials (2016KST)
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス(熊本県熊本市)
    • 年月日
      2016-02-04 – 2016-02-04
    • 招待講演
  • [学会発表] A photofunctional “bottom-up” bis(dipyrrinato)zinc(II) complex nanosheet2015

    • 著者名/発表者名
      Ryota Sakamoto
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • 発表場所
      アメリカ合衆国(ホノルル)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 招待講演
  • [学会発表] Photofunctional bis(dipyrrinato)metal complex nanowire and nanosheet2015

    • 著者名/発表者名
      Ryota Sakamoto
    • 学会等名
      1st International Caparica Christmas Congress on Translational Chemistry
    • 発表場所
      ポルトガル(コスタダカパリカ)
    • 年月日
      2015-12-04 – 2015-12-07
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional "bottom-up" metal complex nanosheets2015

    • 著者名/発表者名
      Ryota Sakamoto
    • 学会等名
      International Conference on Small Science (ICSS 2015)
    • 発表場所
      タイ(プーケット)
    • 年月日
      2015-11-13 – 2015-11-15
    • 招待講演
  • [学会発表] 省エネルギーおよびエネルギー創出を担う「ボトムアップ型」ナノシート2015

    • 著者名/発表者名
      坂本 良太
    • 学会等名
      一般財団法人 エヌエフ基金 第4回(2015年度) 研究発表会
    • 発表場所
      学士会館(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-11-13 – 2015-11-13
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属錯体低次元系のボトムアップ合成と機能発現2015

    • 著者名/発表者名
      坂本 良太
    • 学会等名
      電気学会 新しい原子分子組織化物質・材料創出に向けた光・量子ビーム応用技術調査専門委員会
    • 発表場所
      東京理科大学神楽坂キャンパス(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-10-24 – 2015-10-24
    • 招待講演
  • [学会発表] LOW-DIMENSIOANAL MATERIALS BASED ON COORDINATION COMPOUNDS2015

    • 著者名/発表者名
      Ryota Sakamoto
    • 学会等名
      10th China-Japan Joint Symposium on Metal Cluster Compounds (CJSMCC-2015)
    • 発表場所
      中国(福州)
    • 年月日
      2015-10-23 – 2015-10-26
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属錯体を基盤とする機能性低次元系の創製2015

    • 著者名/発表者名
      坂本 良太
    • 学会等名
      第65回錯体化学討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-27
    • 招待講演
  • [学会発表] Photofunctional bis(dipyrrinato)metal complex nanowire and nanosheet2015

    • 著者名/発表者名
      Ryota Sakamoto
    • 学会等名
      The 2nd Japan-Germany Joint Symposium on Coordination Chemistry,
    • 発表場所
      奈良女子大学(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2015-09-23 – 2015-09-24
    • 招待講演
  • [学会発表] 異種界面を利用した機能性「ボトムアップ型」ナノシートの創成2015

    • 著者名/発表者名
      坂本 良太
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学片平キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-22 – 2015-09-24
    • 招待講演
  • [学会発表] A photofunctional bottom-up bis(dipyrrinato)zinc(II) complex nanosheet2015

    • 著者名/発表者名
      Ryota Sakamoto
    • 学会等名
      4th International Symposium on Energy Challenges and Mechanics (ECM4) - working on small scales
    • 発表場所
      イギリス(アバディーン)
    • 年月日
      2015-08-13 – 2015-08-16
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional One-Dimensional Coordination Polymers2015

    • 著者名/発表者名
      Ryota Sakamoto
    • 学会等名
      The Third China-Japan Joint Symposium on Inorganic and Nanomaterial Science
    • 発表場所
      中国(北京)
    • 年月日
      2015-06-13 – 2015-06-16
    • 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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