2015 Fiscal Year Annual Research Report
アルコールに可溶な前躯体を利用した有機半導体材料の開発とセンサーへの展開研究
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26810107
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
渡邊 源規 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 助教 (60700276)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 酸素ー光応答型電極 / インディゴ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1-1. カルバゾールやチオフェンなどの芳香族化合物をモデルにアルコールに可溶な置換基の導入条件の検討を行った。アルキル鎖等の置換基群を導入可能な反応条件について知見を得た。
2-1. 次に酸素を駆動力として構造変換可能な化合物群の開発を行った。具体的にはインディゴの還元体ロイコインディゴが酸素によりインディゴに変換されることに注目した。まず有機溶媒への向上のためインディゴに置換基の導入を行い、有機溶媒への溶解性の評価を行った。検討の結果５位にノルマルアルキル鎖を導入すると溶解性が大幅に向上し、ブチル基のときに溶解度が未置換インディゴに比べて大幅に向上し、期待どおりアルコールに溶解することを見いだした。
2-2. アルキル置換インディゴがアルキル置換ロイコインディゴへ定量的に変換可能であることを見いだした。さらに薄膜状態で酸素に暴露するとインディゴへ変換可能な条件を見いだし、デバイス展開のための重要な知見を得た。
3. アルキル置換インディゴの単結晶を作成し、その結晶構造を明らかにした。未置換インディゴにくらべアルキル置換インディゴはより電荷を伝えやすいface-to-face構造をしており、電荷応答型センサーのデバイス作成時に有効な構造をしているという重要な知見を得た。
4.上記知見から、アルキル置換ロイコインディゴのエタノール溶液から作成したインディゴ用いて電極を作成した。この電極を用いて可視光応答能を調べたところ、可視光を駆動力として電流が流れることを確認した。これは今後、ロイコインディゴが酸素でインディゴへ変換することを利用した、酸素ー光応答型センサーの開発が可能であることを示している。しかしながら電極の構造や酸素濃度、光の強度の応答限界条件など、センサー能の条件検討と開発が今後の検討課題である。予期せぬ成果として、光電極を作成する条件を用いて光触媒への展開が可能であった。
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| Remarks |
研究者作成のwebページで研究内容および成果に関して記載。このwebページ所属機関のwebページhttp://i2cner.kyushu-u.ac.jp/ja/に紐付けされている。
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Research Products
(16 results)
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[Journal Article] Impact of alkoxy chain length on carbazole-based, visible light-driven, dye sensitized photocatalytic hydrogen production2015
Author(s)
Motonori Watanabe, Hidehisa Hagiwara, Yudai Ogata, Aleksandar Staykov, Sean R. Bishop, Nicola H. Perry, Yuan Jay Chang, Shintaro Ida, Keiji Tanaka and Tatsumi Ishihara
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Journal Title
Journal of the Materials Chemistry A
Volume: 3
Pages: 21713 21721
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] mpact of Alkoxy Chain Length on Carbazole-based, Visible Light-driven, Dye Sensitized Photocatalytic Hydrogen Production2015
Author(s)
Motonori Watanabe, Hidehisa Hagiwara, Yudai Ogata, Aleksandar Staykov, Sean R. Bishop, Nicola H. Perry, Yuan Jay Chang, Shintaro Ida, Keiji Tanakaa, Tatsumi Ishihara
Organizer
第9回有機π電子系シンポジウム
Place of Presentation
レイクサイド入鹿、犬山、愛知
Year and Date
2015-11-20 – 2015-11-21
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[Presentation] Furan-contained oligoacene and opt-electronic application2015
Author(s)
Motonori Watanabe, Yuan Jay Chang, Kenta Goto, Masahiko Shibahara, Teruo Shinmyozu, Tatsumi Ishihara, and Tahsin J Chow
Organizer
International Symposium on Construction and Application of Functional Molecules/System
Place of Presentation
Yilan County, Hotel Royal Chiaoshi, Taiwan
Year and Date
2015-10-18 – 2015-10-21
Int'l Joint Research / Invited
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