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層状化合物-ポルフィリン複合体のナノ構造と光機能性

层状化合物-卟啉配合物的纳米结构和光功能

基本信息

批准号：
15033260
负责人：
高木慎介
金额：
$ 3.2万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでの申請者の研究により、ポルフィリン分子が粘土表面上で規則配列した複合体の構造が推定されている。この複合体では、ポルフィリン分子の間に適度な空隙空間があり、密に充填されていながら会合などの基底状態での相互作用を完全に抑制できるという極めて特異な構造を有する。すなわち、ポルフィリン分子は高密度な複合体を形成しつつも、励起状態の寿命が十分長いなど光化学反応を行うために優れた性質を有する。この複合体においては、四カ所のカチオン部位を有するポルフィリンを用いているが、この時にはポルフィリン分子は粘土平面に対して水平な配向をとっている。本究では、粘土平面に対するポルフィリンの配向角を能動的に制御し、ポルフィリンの光化学的性質や光エネルギー移動反応などの光化学反応を制御することを試みた。ポルフィリン分子の配向角制御については、従来用いてきた四価カチオン性ポルフィリン以外に、三価、二価、一価のカチオン性ポルフィリンを選択し、それらの配向角についてエバネッセント波を用いた偏光吸収測定などにより定量的に配向角を観察した。また、複合体周囲の雰囲気(溶媒、温度など)を変化させることにより、配向角がどのように変化するか観察を行った。その結果、溶媒の水素結合能力がポルフィリン分子の配向変化と強い相関を持つことが明らかとなった。続いて、四価カチオン性ポルフィリン、シス形二価カチオン性ポルフィリン、トランス形二価カチオン性ポルフィリンが混在した複合体について検討した。その結果、異なるポルフィリンが混在してもそれらの配向変化は独立な挙動を示すことがわかった。すなわち、同一複合体内に水平配向したポルフィリンと非水平配向したポルフィリンを混在させることができた。この配向変化を利用してポルフィリン分子間のエネルギー移動高率制御を行なえることを見出した。

The applicant's research on the structure of regularly arranged complexes of molecules on clay surfaces has been proposed. The complex is composed of molecules with appropriate void space and dense filling. The interaction between the molecules is completely suppressed. The structure is unique. The molecules are highly dense complexes, and the lifetime of the excited state is very long. The complex is composed of four parts: one part is composed of four parts: one part In this study, the alignment angle of the clay plane is controlled by the photochemical properties of the clay plane, and the photochemical reaction is controlled by the photochemical properties of the clay plane. The alignment angle of the molecule is controlled by the polarization absorption measurement. The alignment angle of the molecule is measured quantitatively by the polarization absorption measurement. The temperature of the complex changes, and the alignment angle changes. As a result, the binding ability of the solvent to water is very different from that of the solvent. The complex of, The result is that there is no difference between the two directions. The horizontal alignment in the same complex is mixed with the non-horizontal alignment. The orientation of the molecule is controlled by high efficiency.