高分子金属錯体単分子膜のナノ界面場での動的機能制御

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本申請研究では、レドックス特性に優れたルテニウム錯体や、希土類金属錯体を高分子ナノシート中に取り込むことで、環境にやさしい水界面上を新反応場とした単分子膜反応の詳細な検討を行うことを目的としている。今年度はルテニウム錯体を含む高分子ナノシートを固体基板上に転写し、その界面での光刺激に伴う発光や電流発生に関して検討を行った。1.ルテニウム錯体高分子ナノシートからの発光制御クエン酸還元法により作製した大きさ数十ナノメートル直径の金や銀ナノ粒子の単粒子層とルテニウム錯体高分子ナノシートを組み合わせ、He-Cdレーザー光を励起光とした発光スペクトルをフォトダイオードアレイにより検出したところ、銀ナノ粒子ではルテニウム錯体高分子ナノシートからの発光強度が大きくなり、金ナノ粒子では逆に発光強度が減少することが分かった。ルテニウム錯体からの発光を無機ナノ物質である金属ナノ粒子によって制御することに成功した。2.ルテニウム錯体高分子ナノシート界面での光電変換作用1.で作製した方法と同様にして、ITO電極上にルテニウム錯体高分子ナノシートを転写した。光励起することにより発生するレドックス活性場を金属ナノ粒子層と組み合わせることで、特に銀ナノ粒子系の場合、光電流発生効率を約4倍ほど向上することが可能であることが分かった。以上のことから、ルテニウム錯体の光励起に対し、銀ナノ粒子では励起効率を高める効果があり、逆に金ナノ粒子では励起状態を失活する効果があることが考えられた。