フラーレンを素材とするナノデバイスの設計・構築

以富勒烯为材料的纳米器件的设计与构建

• 批准号: 01J00280
• 负责人: 中西 尚志
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Nagasaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J00280/
• 关键词: フラーレン; フラーレン脂質; 人工脂質二分子膜; カチオン性脂質; 還元剤; ダブルデッカー型フタロシアニン; ルテニウム二核錯体; ポルフィリンオリゴマー; カチオン性マトリックス; 気-液界面ラングミュアー膜; 自己組織化単分子膜

採用最終年度となる本年度は以下の四つの課題に主に取り組み、研究を総括した。(1)フラーレンC_<60>並びにC_<70>と両親媒性脂質のコンポジット薄膜を基板上へ作製し、水中における還元挙動について様々な電気化学的手法及び化学的還元により比較検討した。フラーレン薄膜の水中における還元挙動は、マトリックスとしてカチオン性脂質薄膜を用いた場合のみ特異的に観測でき、フラーレン還元体の対カチオンとして脂質マトリックスのカチオン部位がその働きを担っていることを立証した。この結果は、国際学会proceedings(Fullerenes)に発表し、現在論文投稿中。(2)上記カオチン性脂質をπ-共役系色素分子であるフタロシアニンに応用した。ダブルデッカー型ルテシウムフタロシアニンとカチオン性脂質コンポジット薄膜修飾電極において、実験的に初めて第五還元波の観測に成功し、その特異な電気化学挙動に関して熱力学的に検討した。さらに、有機溶媒均一系における電気化学特性、スペクトル特性との比較検討も行い、本系のエレクトロクロミックデバイスへの応用の可能性を見出した。この結果は、Journal of Porphyrins and Phthalocyanines及びJournal of Physical Chemistry Bに発表。(3)脂質薄膜マトリックスを金属錯体へ応用した(有機・無機ハイブリッド薄膜)。ルテニウムニ核錯体と脂質マトリックスコンポジット薄膜系において、錯体由来の電子移動特性の観測、脂質二分子膜相転移による電子移動反応制御、一酸化炭素分子との結合特性などを詳細に明らかにした。この結果の一部はElectrochemical and Solid-State Lettersへ発表し、更に現在論文投稿中。(4)昨年度7月から本年度5月まで、英国オックスフォード大学のHarry Anderson研究室へ渡航し、電極上へ自己組織化可能なポルフィリンオリゴマーの合成、表面機能評価などを行った。分子設計の再検討が必要であったが、得られた知見を活かし、本年度10月より岡崎分子科学研究所の小川研究室において、二次元組織化ポルフィリンオリゴマーに関する研究に取り組んだ。これは構造規制された様々な分子の単一分子導電性観測を目指した研究の一環である。以上、採用期間において展開した研究で得た知見より、新規ナノスケール分子デバイスの構築への一指針を提案できたものと考える。

The final year となる of this year となる and the following <s:1> four に に に projects に will be adopted. The main focus will be on に taking the み group of となる and the research will include を総 た. (1) フ ラ ー レ ン C_ < > 60 and び に C_ < 70 > と struck close pollination lipid の コ ン ポ ジ ッ を ト film substrate へ as し, water に お け る is yuan 挙 に つ い て others 々 な electric 気 chemical technique and び chemical also yuan に よ り compare beg し 検 た. フ ラ ー レ ン film の water に お け る also yuan 挙 は, マ ト リ ッ ク ス と し て カ チ オ ン sex lipid membrane を with い た occasions の み specific に 観 measuring で き, フ ラ ー レ ン also yuan body の カ seaborne チ オ ン と し て lipid マ ト リ ッ ク ス の カ チ オ ン parts が そ の 働 き を bear っ て い る こ と を testification し た. The results of, the international society proceedings(Fullerenes)に, and are currently in the process of paper submission. (2) The above is recorded as カ, カ, チ, を, π- co-active pigment molecules であるフタロシアニ, <e:1>, に応 and used for た た. Type ダ ブ ル デ ッ カ ー ル テ シ ウ ム フ タ ロ シ ア ニ ン と カ チ オ ン sex lipid コ ン ポ ジ ッ ト film modified electrodes に お い て, be at the beginning of the 験 に め て also 5 yuan wave の 観 に し success, そ の specific な electric chemical 挙 気 powered に masato し て thermodynamic に beg し 検 た. さ ら に, organic solvent homogenous system に お け る 気 chemical properties, ス ペ ク ト ル features と の is beg も 検 い, the department の エ レ ク ト ロ ク ロ ミ ッ ク デ バ イ ス へ の 応 possibility with の を shows し た. The results of に, Journal of Porphyrins and Phthalocyanines and びJournal of Physical Chemistry Bに are presented. (3) For lipid films, へ応 トリッ スを スを and へ応 are used. For metal malfunctions, へ応 た(organic-inorganic ハ ブリッド ブリッド films) are used. ル テ ニ ウ ム ニ nuclear misprinted と lipid マ ト リ ッ ク ス コ ン ポ ジ ッ ト film series に お い て の electronic mobile features of the origins, misprinted の 観 planning and lipid molecule membrane phase shift measurement に よ る electronic mobile anti 応 suppression, the acidification carbon molecular と の combining features な ど を detailed に Ming ら か に し た. <s:1> the results of <s:1> a Electrochemical Electrochemical and Solid-State Lettersへ have been published へ and に are now available for submission. (4) in July last year か ら in May this year ま で, Britain オ ッ ク ス フ ォ ー の Harry Anderson ド university laboratory へ tayouan し, electrode へ organization may な ポ ル フ ィ リ ン オ リ ゴ マ ー の synthesis, surface functional evaluation 価 な ど を line っ た. Molecular design の again beg が 検 necessary で あ っ た が, ら れ た knowledge を live か し, in October this year よ り okazaki institute of molecular science の ogawa laboratory に お い て, secondary yuan organized ポ ル フ ィ リ ン オ リ ゴ マ ー に masato す る research group take り に ん だ. The <s:1> れ された structure regulation された type 々な molecule <s:1> 単 one molecule conductivity 観 measurement を finger is used to study the <s:1> link である of the た research. Above, using during に お い て expand し た study で た knowledge よ り, new rules ナ ノ ス ケ ー ル molecular デ バ イ ス の build へ の proposed a pointer を で き た も の と exam え る.

项目成果

Takashi Nakanishi et al.: "Electrochemical and Spectroscopic Investigation of Neutral, Oxidized and Reduced Double-Decker Lutetium(III) Phthalocyanines"Journal of Porphyrins and Phthalocyanines. 7,No 4&5. 227-238 (2003)

Takashi Nakanishi 等人：“中性、氧化和还原双层镥 (III) 酞菁的电化学和光谱研究”卟啉和酞菁杂志。

Takashi Nakanishi et al.: "Thermodynamic Study of Ion-Pairing Effects Between Reduced Double-Decker Lutetium(III) Phthalocyanines and a Cationic Matrix"Journal of Physical Chemistry B. 107,No 46. 12789-12796 (2003)

Takashi Nakanishi 等人：“还原双层镥(III)酞菁与阳离子基质之间离子配对效应的热力学研究”物理化学杂志 B. 107，No 46. 12789-12796 (2003)

Takashi Nakanishi: "Nanostructure of Fullerene-Bearing Artificial Lipid Monolayer on Water Surface by in situ X-ray Reflectometry"Langmuir. 18, No25. 10042-10045 (2002)

Takashi Nakanishi：“通过原位 X 射线反射法在水面上形成富勒烯人工脂质单层的纳米结构”Langmuir。

Takashi Nakanishi: "Structure and Electrochemistry of Self-Organized Fullerene-Lipid Bilayer Films"Chemistry A European Journal. 8, No7. 1641-1648 (2002)

Takashi Nakanishi：“自组织富勒烯-脂质双层膜的结构和电化学”欧洲化学杂志。

Takashi Nakanishi et al.: "Chemical Reduction of Fullerenes C_<60> and C_<70> Embedded in Cast Films of Cationic Lipids"Fullerenes,-Fullerenes and Nanotubes : The Building Blocks of Next Generation Nanodevices-. 13. 13-19 (2003)

Takashi Nakanishi 等人：“嵌入阳离子脂质流延膜中的富勒烯 C_<60> 和 C_<70> 的化学还原”富勒烯，-富勒烯和纳米管：下一代纳米器件的构建模块-。