2006 Fiscal Year Annual Research Report
酸化チタン-金属ナノ粒子系材料が示す多色フォトクロミック現象の解明及びその応用
Project/Area Number |
05J05449
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
松原 一喜 東京大学, 光学系研究科, 特別研究員(DC1)
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Keywords | 貴金属ナノ粒子 / 局在プラズモン共鳴吸収 / 多色フォトクロミズム / 光触媒 / 酸化チタン単結晶 / 光電気化学 / 光誘起形態変化 / 原子間力顕微鏡 |
Research Abstract |
近年、我々は光触媒還元反応によりAgナノ粒子(Ag NP)を担持させた褐色のナノポーラス酸化チタン(Ag-TiO_2)膜が、様々な色調の単色可視光照射により照射光とほぼ同様の色に着色し、紫外光照射により可逆的に元の褐色に戻すことができるといった多色フォトクロミズムを示すことを見出した。現在のところ、この発色機構にはプラズモン共鳴吸収により励起されたAg NPの電子が直接、あるいはTiO_2を介して酸素に奪われることでAg NPがAg^+に酸化される過程が重要であることは分かっているが、実際にAg NPが膜内でどのような形態変化を生起しているかは不明であった。そこで本研究では、Ag-Tio_2材料に関する詳細な反応機構解明と発色特性等の機能性の向上・制御という2つの観点から、Ag NPをTiO_2単結晶表面上に光触媒析出させ、その単色可視光照射による形態変化をAFMにより直接的に観察することを目的とした。 昨年度に引き続き、本年度もAg NPの粒子サイズとプラズモン共鳴吸収波長との相関性を捉えることを中心として検討を行った。結果として、光照射前後における「粒子サイズ-共鳴波長」、「粒子数の増減-吸光度の増減」との間に定性的だが明らかな相関性が見られ、つまり、照射光の波長に依存して特定サイズのAg NPが形態変化を生起することが明らかになった。また、雰囲気制御下での光照射により、吸着水存在下でのみフォトクロミズムが生じることが分かった。これは吸着水がTiO_2表面におけるAg^+イオン伝導性を担っており、つまり、Ag NPとTiO_2との間の電気化学的な電子授受反応が本系の多色フォトクロミズムにとって必要不可欠であることが明らかとなった。 本結果に関しては多くの学会にて発表しており、さらに英文誌にも投稿中(査読中)である。
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Research Products
(5 results)