2016 Fiscal Year Annual Research Report
共役炭素ナノ材料およびペプチド複合体による超広域光捕集系の構築
Publicly Offered Research
| Project Area | Chemical conversion of solar energy by artificial photosynthesis: a breakthrough by fusion of related fields toward realization of practical processes |
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| Project/Area Number |
15H00860
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
山本 洋平 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (40589834)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 光捕集 / 光触媒 / ペプチド / 金属ナノ粒子 / グラフェン / ポリマー / 水素発生 / エネルギー移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[1] ペプチドβシート電荷分離系：DおよびA分子部位を付与した人工アミノ酸として、リシンの側鎖末端に金ナフタレンジイミドとポルフィリンを導入した分子を合成した。作製した人工ペプチドβシートを用いて、光照射下の導電挙動について確認した。光誘起電子移動効率（蛍光消光）、電荷分離状態の寿命（時間分解蛍光）や生成した電荷キャリアの輸送特性（時間分解マイクロ波電導度測定）、光起電デバイス構築による光電変換特性、およびオリゴペプチドのDAユニット数と光伝導性との相関について検討し、最適なユニット数を導いた。
[2] グラフェンーペプチド複合体：酸化グラフェンのカルボキシ基や水酸基とリシン側鎖との結合を利用して、酸化グラフェンーペプチド複合体を形成した。金属ナノパーティクル（金、銅など）を別のアミノ酸側鎖部位（システイン、グルタミン酸、ヒスチジン）に結合することにより、電子供与体／触媒ーペプチドー酸化グラフェン複合体を形成した。さらに、酸化グラフェンを還元し、グラフェン複合体とし、グラフェンの分散状態を保持した状態で表面に金属触媒を高密度に担持した。白金微粒子を担持したペプチドー酸化グラフェン複合体を用い、微粒子による触媒機能について検討し、高い触媒効率を実現した。
[3] 高分子マイクロ球体光捕集系：マイクロ球体間の超長距離エネルギー輸送（光閉じ込めと光伝達）により、特定のポリマー高分子マイクロ球体へ光エネルギーを集光し、球体間光伝搬と光捕集・エネルギー変換を実現した。酸化グラフェン等の高屈折率２次元層状物質で被覆したπ共役高分子マイクロ球体を用いた、広範囲光捕集を実現した。酸化グラフェンーπ共役高分子間における電荷分離状態の形成を確認した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(39 results)
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[Journal Article] Conjugated Polymer Blend Microspheres for Efficient, Long-Range Light Energy Transfer2016
Author(s)
Soh Kushida, Daniel Braam, Thang Duy Dao, Hitoshi Saito, Kosuke Shibasaki, Satoshi Ishii, Tadaaki Nagao, Akinori Saeki, Junpei Kuwabara, Takaki Kanbara, Masashi Kijima, Axel Lorke, Yohei Yamamoto
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Journal Title
ACS Nano
Volume: 10
Pages: 5543-5549
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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