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本研究では、様々なイオン性の化学種をその内部に取り込むことができる微小球状「ナノイオンキャリア」を利用した高効率な光誘起反応システムの構築を目指している。当該年度は、ともに二価の陽イオンであるルテニウム(II)ポリピリジン錯体とアントラセン誘導体を共担持したナノイオンキャリア試料の光誘起反応挙動を明らかにした。
同程度の量のルテニウム(II)錯体とアントラセン誘導体を共担持したキャリア試料において、アントラセン誘導体の光励起に伴う錯体のりん光が観測された。また、これらの共担持キャリア試料では、ルテニウム(II)錯体の消光が観測された。得られた挙動はそれぞれアントラセン誘導体からルテニウム(II)錯体、ルテニウム(II)錯体からアントラセン誘導体への励起エネルギー移動反応によって説明できる。研究代表者らによるこれまでの成果から、これらの励起エネルギー移動は色素化学種が固定された配置での静的な過程によるものと推察される。以上より、ナノイオンキャリア内においてはごく少ない量であってもルテニウム(II)錯体－アントラセン誘導体の間に励起エネルギーの行き来があることが示唆された。
さらに共担持キャリア試料におけるルテニウム(II)錯体とアントラセン誘導体の発光強度比は酸素分子の存在に応答して変化した。この発光挙動変化は錯体の励起三重項状態から酸素分子へのエネルギー移動により説明される。時間分解発光測定より、この励起エネルギー移動が酸素分子の拡散に由来する動的な過程によることが見出された。この結果は、ナノイオンキャリア内における動的な光誘起反応の初めての例であると同時に、電気的に中性な小分子がキャリア内を拡散できることを明らかにした。
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