光制御可能な反応場を目指した金属ナノ粒子・フォトクロミック分子複合体の創生

针对光控反应场的金属纳米粒子/光致变色分子复合物的创建

基本信息

批准号：
09J07266
负责人：
西弘泰
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、金属ナノ粒子がプラズモン増強効果により光化学反応を促進する反応場として機能することを示し、最終的には光による制御が可能な新しい反応場を創生することを目指して、フォトクロミックジアリールエテンポリマーで覆われた金属ナノ粒子(Au-poly(DE))を合成し、その光学特性の評価を行っている。平成23年度は、金ナノ粒子のプラズモン増強効果に大きな影響を及ぼすと考えられる粒子の粒径、ナノ粒子表面からジアリールエテンまでの距離、ジアリールエテンの分子構造および照射波長の影響を実験的に明らかにすることを目的とし、粒径やポリマーの構造、ジアリールエテン分子の構造などを制御したAu-poly(DE)を合成し、様々な照射波長下における光開環反応に対するプラズモン増強効果を解析した。その結果、より大きな金ナノ粒子のより近傍において大きなプラズモン増強効果が観測された。一方、プラズモン増強効果はジアリールエテンの分子構造や光学特性には依存せず、金ナノ粒子のプラズモン共鳴バンドから離れた長波長側の光を用いた際に最も大きなプラズモン増強効果が観測された。これは金ナノ粒子のプラズモン共鳴バンドの形状から予想される傾向と異なっており、金ナノ粒子のプラズモン増強効果が特徴的な波長依存性を示すことが明らかとなった。また、金ナノ粒子を銀ナノ粒子置き換えたAg-poly(DE)を合成する手法を確立し、得られたAg-poly(DE)を用いて銀ナノ粒子のプラズモン増強効果の解析を行った。その結果、金ナノ粒子よりも顕著なプラズモン増強効果が観測され、例えば直径約19nmの銀ナノ粒子において450nmの光を照射した際には、粒子の表面から約8nmの範囲において6倍反応速度が増大していると見なせることが明らかとなった、また、銀ナノ粒子が吸収する光の量と反応速度が比例関係にあり、金ナノ粒子とは異なり、プラズモン増強効果が単純にナノ粒子が吸収した光の量のみに依存することが示唆された。以上の成果により、金属ナノ粒子のプラズモン増強効果における新たな知見が得られた。

在这项研究中，金属纳米颗粒充当反应场，通过等离子体增强效应促进光化学反应，最终，金属纳米颗粒（Au-poly（de））被光色素二透析聚合物覆盖，并通过光学特性进行了光学特性，并以新的反应领域的形式评估了其光学特性。在2011财年中，目的是实验阐明颗粒的粒径，纳米颗粒表面到二焦甲烷表面的距离，以及日二烯丙烯和辐射波长的分子结构，这些距离对金纳米颗粒的Plasmon增强效应产生了重大影响。 Au-poly（DE）与受控的粒径，聚合物结构和日记甲烯分子的结构合成，并分析了在各种辐射波长下对光圈开放反应的等离子增强作用。结果，在较大的金纳米颗粒附近观察到了较大的等离子体增强作用。另一方面，血浆增强效应不取决于日二乙烯的分子结构或光学特性，并且当远离长波长一侧的光线远离等离激元共振带的金纳米颗粒时，观察到了最大的等离子体增强效应。这与金纳米颗粒的等离子体共振带的形状的预期不同，并且已经揭示了金纳米颗粒的等离子体增强作用具有特征性波长依赖性。此外，还建立了合成Ag-Poly（DE）的方法，其中将黄金纳米颗粒替换为银纳米颗粒，并使用获得的Ag-Poly（DE）分析了银纳米颗粒的等离子体增强作用。结果，观察到比金纳米颗粒的血浆增强效应更为明显，并且揭示了，例如，直径约为19 nm的银纳米颗粒被辐射为450 nm，可将反应速率视为从粒子表面的大约8 nm的范围内增加6倍。此外，银纳米颗粒吸收的光量和反应速率是成比例的，这表明与金纳米颗粒不同，等离子增强效应仅取决于纳米颗粒吸收的光量。以上结果为金属纳米颗粒的血浆增强作用提供了新的发现。