規則性ナノ空間材料におけるカチオンとの相互作用を利用した色素の光吸収特性の制御

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異なる空隙の大きさを持ち、かつイオンを有するゼオライトを用いて実験を行い、それらのジメチルニトロアニリン(DMpNA)の光吸収特性への影響を調べた。乾燥状態においては吸収バンド位置にカチオン依存性がみられ、原子番号の小さいイオンほどバンド位置は長波長側へずれ、この傾向はY型やL型ゼオライトよりモルデナイトやZSM-5の方が大きな変化を示すことが明らかとなった。以上から光吸収特性にはゼオライト依存性があることがわかった。なお、すべてのゼオライトに関して加湿、乾燥に伴う可逆性を確認した。イオンの種類に関しては一価のアルカリ金属イオンだけでなく、2価のアルカリ土類金属でも応用が可能であることがわかった。その効果は1価よりも2価の方が大きな変化をもたらすことが明らかとなった。次に水分子以外の溶媒での可逆変化に関して、エタノールを用いて実験を行った。試料は乾燥前後で可逆変化を示し、水以外の溶媒でも可逆的な変化が可能であることが明らかになった。水系とエタノール系では吸収スペクトルが若干異なり、水とエタノールの極性の違いが反映された。DMpNA分子とイオンがどのような相互作用をしているか、分子軌道計算の観点から考察を行った。その結果、DMpNA分子のベンゼン環の平面方向に対し、ニトロ基のある真横の方向にイオンを配置した場合、最も安定な構造となることがわかった。以上、無機ホストを利用したイオン-色素相互作用による色素の光吸収特性変化の発現メカニズムの解明および制御に向けて、新たな知見を加えた。