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2011 年度 実績報告書

高次組織化π共役ポリマーナノチューブ複合体のキラルπ空間制御と機能開発

公募研究

研究領域高次π空間の創発と機能開発
研究課題/領域番号 23108723
研究機関近畿大学

研究代表者

藤原 尚  近畿大学, 理工学部, 教授 (30190101)

キーワードπ共役ポリマー / ポリマーナノチューブ / ポリチオフェン / 金属ナノ粒子 / 磁性ナノ粒子 / フラーレン
研究概要

本研究では、ポリチオフェンナノチューブ(PNT)に優れたレドックス応答能を有するC_<60>フラーレンを導入したハイブリッドナノチューブ、および金属ナノ粒子との複合体の合成と特性について明らかにした。C_<60>フラーレンを有するターチオフェン誘導体(TE-C_<60>)を合成し、細孔径約200nmのポーラスアルミナ膜をテンプレートに用いて、+1.03Vの定電位でTE-C_<60>の電解重合を行い、TE-C_<60>-PNTを合成した。その後、ポーラスアルミナ膜を水酸化ナトリウム水溶液で溶解し、得られたサンプルを走査型電子顕微鏡(SEM)および、透過型電子顕微鏡(TEM)により観察した。その結果、直径約200nm、膜厚約20nmのTE-C_<60>-PNTの生成を確認した。これにより、ナノチューブの構成ユニットにフラーレンを含んだハイブリッドナノチューブの合成に初めて成功した。フラーレン含有ハイブリッドナノチューブTE-C_<60>-PNTと、金属ナノ粒子との複合体を合成するため、電解重合能を有するターチオフェン誘導体で保護した金、および銀ナノ粒子(TTP-Au,TTP-Ag:粒子径はそれぞれ約3.0nm,2.4nmである)を合成した。続いて、TE-C_<60>とTTP-Au、TE-C_<60>とTTP-Agを用いてアルミナ膜をテンプレートとした電解共重合により、フラーレンと金属ナノ粒子との複合体(C_<60>-Au-PNT,C_<60>-Ag-PNT)を合成した。その後、アルミナ膜を除去し、得られたサンプルをSEM、TEM、および、エネルギー分散型X線分析(EDX)により観察した。その結果、TTP-Au,TTP-Agの構成元素に対応する元素であるAu,Agの存在を確認するとともに、チューブ全体に金、および銀ナノ粒子(TTP-Au,TTP-Ag)が凝集することなく分散している様子を観察することができた。さらに、これらハイブリッドナノチューブのラマンスペクトルを測定すると、金属ナノ粒子との複合体であるC_<60>-Au-PNT、およびC_<60>-Ag-PNTは、TE-C_<60>-PNTと比較して顕著な表面増強ラマン散乱を示した。

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

平成23年度研究計画に示したπ共役ポリチオフェン-フラーレン複合ナノチューブを合成した。また、金属ナノ粒子-フラーレン-ポリチオフェンハイブリッドの合成にも成功し、これらハイブリッドナノチューブの金属ナノ粒子とπ電子との相互作用により誘起される蛍光増強および表面増強ラマン散乱について知見を得た。1次元ナノ構造体として、フラーレン・金属ナノ粒子・ポリチオフェンから構成されるナノチューブは初めての例である。

今後の研究の推進方策

金属ナノ粒子-フラーレン-ポリチオフェンハイブリッドナノチューブにおける金属ナノ粒子とπ電子との相互作用により誘起される蛍光増強および表面増強ラマン散乱について、より詳細な発現機構を明確にするとともに、π共役ポリチオフェンハイブリッドナノチューブナノ空間での不斉認識について検討する。また、ポリチオフェンナノチューブの中空内部でのピーポッドを形成し、それらの構造について、透過型電子顕微鏡を用いて明らかにするとともに、新規光触媒系を開発する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Redox-active π-conjugated polymer nanotubes with viologen for encapsulation and release of fluorescent dye in the nanospace2011

    • 著者名/発表者名
      K.Sato, T.Nakahodo, H.Fujihara
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      巻: 47 ページ: 10067-10069

    • DOI

      10.1039/c1cc13853g

    • 査読あり
  • [学会発表] レドックス活性テトラチアフルバレンを有するキラルナノインターフェイスの構築2012

    • 著者名/発表者名
      南茂亮太・南部真也・仲程司・藤原尚
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(横浜市)
    • 年月日
      2012-03-28
  • [学会発表] キラル金属ナノ粒子-ポリチオフェンナノチューブ複合体の合成と特性2012

    • 著者名/発表者名
      岩元賢治・仲程司・藤原尚
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(横浜市)
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] キラルポリチオフェンナノチューブにおける金属ナノ粒子の包接と機能2012

    • 著者名/発表者名
      辰巳聡史・仲程司・藤原尚
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(横浜市)
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] カリックス[4]チオフェン誘導体の合成と反応2012

    • 著者名/発表者名
      竹内規貴・佐藤慎也・仲程司・藤原尚
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(横浜市)
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] レドックス活性キラルポリチオフェンナノチューブの合成と分子認識2011

    • 著者名/発表者名
      上原ひとみ・仲程司・藤原尚
    • 学会等名
      第38回有機典型元素化学討論会
    • 発表場所
      石川県立音楽堂邦楽ホール(金沢市)
    • 年月日
      2011-12-08
  • [学会発表] 光応答性キラルアゾポリチオフェンナノチューブの合成と機能2011

    • 著者名/発表者名
      上東篤史・仲程司・藤原尚
    • 学会等名
      第38回有機典型元素化学討論会
    • 発表場所
      石川県立音楽堂邦楽ホール(金沢市)
    • 年月日
      2011-12-08
  • [学会発表] キラルビナフチルオリゴチオフェンの合成と特性2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤慎也・永田敬介・仲程司・藤原尚
    • 学会等名
      第41回複素環化学討論会
    • 発表場所
      熊本市民会館(熊本市)
    • 年月日
      2011-10-21
  • [学会発表] フラーレン・金属ナノ粒子-ポリチオフェンハイブリッドナノチューブの合成と機能2011

    • 著者名/発表者名
      吉田隆介・仲程司・藤原尚
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(つくば市)
    • 年月日
      2011-09-23
  • [学会発表] 多重セレニド置換オリゴチオフェンの合成と特性2011

    • 著者名/発表者名
      高橋勇人・仲程司・藤原尚
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(つくば市)
    • 年月日
      2011-09-21

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公開日: 2013-06-26  

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