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人工光合成ゲルシステムの創製

人工光合作用凝胶系统的创建

基本信息

批准号：
11J03906
负责人：
桶葭興資
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo (2012-2013)The Institute of Physical and Chemical Research (2011)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J03906/
关键词：
人工光合成ゲル周期構造高分子階層性機能創発

项目摘要

近年、太陽光エネルギーと水を利用したエネルギーサイクルへの関心は著しく、無機物質、有機物質を問わず様々な機能性分子が開発されている。これに対し本研究では、複数の機能性分子が必須な人工光合成システムの実現に向け、光エネルギーの吸収波長を考慮した材料の階層構造化をねらう。本年度は昨年度に引き続き渡航先の研究室において、材料自体に周期構造を導入することで、光導波路による光エネルギーの高吸収化をはかった。また、光増感部位を架橋点とした高分子網目構造を設計・作製し、その網目中における電子伝達制御を行った。さらに, 多機能分子として働く架橋点に着目し、ゲルの膨潤・収縮を誘起する駆動力を検証した。1) ゲルに2D周期構造を導入し、光誘起化学反応の制御を行った。構造の周期間隔、屈折率差と化学反応の速度の相関から、特定波長の吸収増幅効果を検証した。特に、ゲル相と液相における異相界面の屈折率制御をねらった。2) 周期構造を3Dに拡張した異相界面を作製し、相をまたいだ光誘起化学反応の制御を行った。2D周期構造の場合と同様、周期間隔、および屈折率差を検証し、さらに、光エネルギー変換プロセスの高効率化・高次機能化をねらった。以上の手法から、界面における屈折率差を利用することで、光エネルギー吸収から電子伝達反応における新規材料創製の指針を得た。さらに、周期構造に固定化された光増感剤の効果を検証した。

In recent years, the use of sunlight and water has been a concern for the development of inorganic and organic substances and functional molecules. Therefore, in this study, a plurality of functional molecules must be synthesized artificially, and the absorption wavelength of light must be considered. This year, the first research laboratory of the company introduced the introduction of periodic structures in materials, and the introduction of optical absorption in optical waveguides. Design and manufacture of polymer mesh structure, optical sensing site, and electronic control system Today, multifunctional molecules are able to bridge the gap between the two, and to stimulate the expansion and contraction of molecules. 1)2D periodic structures are introduced and photoinduced chemical reactions are controlled. The correlation between structural period interval, refractive index difference and chemical reaction velocity, absorption amplitude of specific wavelength are verified. Special phase, liquid phase, heterogeneous interface, refractive index control 2)The periodic structure is composed of three layers: one layer is expanded and the other layer is formed. 2D periodic structures are characterized by uniformity, periodic spacing, refractive index difference, and high efficiency and high functionality. The above methods, interface refractive index difference, light absorption, electron absorption, new material creation guidelines In addition, the periodic structure is immobilized, and the effect of photosensitivity is verified.