イオン液体-発光材料コンポジットを基盤とするセンシングシステムの開発

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我々はこれまで水溶性のCdTeナノ結晶がカチオン交換機構により疎水性のイオン液体(bmimTFSI)に効率的に抽出され、イオン液体中において優れた発光特性、耐久性を示すことを報告した。本公募研究では、このイオン液体-半導体ナノ結晶コンポジットの光機能性を評価し、いくつかの興味深い特性・機能を見い出すことが出来た。本年度は、以下の3点について重点的に検討を行い、下記の成果を得た。(1)カチオン性のCdTeナノ結晶について、イオン液体中における発光特性をイオン液体の構造の観点から検討を行った。その結果、疎水性のイオン液体において全般的に水中に比べてCdTeナノ結晶の発光特性の向上が見出された。すなわち、CdTeナノ結晶の抽出安定化機構は、イオン液体がイオンのみから構成されていることに起因していることがわかった。(2)イオン液体中においけるCdTeナノ結晶の低温発光特性を評価し、CdTeナノ結晶の励起状態における微細なエネルギー分裂を分光学的に解明した。これは、イオン液体を測定マトリクスとすることで初めて達成された。(3)イオン液体型のモノマーにCdTeナノ結晶を抽出し、モノマー中におけるCdTeナノ結晶-重合開始剤間の光誘起電子移動をトリガーとしたナノ結晶増感光重合システムの構築に成功した。CdTeナノ結晶を増感剤とすることで通常の有機色素に比べ、10倍以上の感度向上に成功した。