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ホーム > 研究組織 > キラル有機無機ハイブリッド触媒を用いる光物質変換プロセスの開発 (研究者 : 藤原 尚)

研究テーマ1キラル有機無機ハイブリッド触媒を用いる光物質変換プロセスの開発

研究者 : 藤原 尚

所属 : 総合理工学研究科物質系工学専攻
職位 : 教授

 本研究では、太陽光を利用したグリーンケミストリー指向型の物質変換を高効率で達成させるため、有機無機ハイブリッドナノ空間を有機機能分子で精密制御し1~5)、金属ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴に基づくプラズモ二クスをプラットホームとする光捕集アンテナ機能を持つキラル金属ナノ粒子・半導体ナノ粒子-ポリチオフェンハイブリッドナノチューブを創製するとともに、研究テーマ2と連携して、ハイブリッドナノチューブにおける太陽光エネルギー変換についても明らかにする。また、研究テーマ3と連携して、異種機能を集積化したキラルナノ空間における未踏の可視光誘起光触媒不斉反応プロセスを開拓する。

 本課題では、有機無機ヘテロ界面でのキラルナノ空間制御に基づく高効率な光・電子機能、物質移動・変換、エネルギー変換用材料の開発を目指し、次の事項について明らかにする。(i) 光学活性ハイブリッドナノチューブ【無機ナノ粒子(金属・半導体・磁性ナノ粒子)-ポリチオフェン-ポルフィリン・フラーレン】を合成する。更に、異種機能を持ち合わせた多層ナノチューブを創生し、キラルナノ空間におけるヘテロカップリング効果に基づく特異な導電性、光・電気化学機能、蛍光、円偏光発光、不斉現象・反応、不斉触媒能および、キラルチューブ内中空での有機分子やナノサイズ物質群の不斉認識とピーポッド形成を解明する。 (ii) 有機分子と金属ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴とのカップリングによる光電場増強効果を明らかにし、光エネルギー変換などの光反応の高効率化に適用すると共に、新奇なプラズモニクス光触媒を開発する。 (iii) 基板や透明電極上に形成するチューブ複合体キラルナノアレイを用いて、高効率の光誘起電荷分離や光触媒的不斉反応を実現させる。

図1.無機ナノ粒子-ポリチオフェンハイブリッドナノチューブ(ナノ粒子とポリチオフェンから構成)の合成法。1.重合部位を持つ無機ナノ粒子のポーラスアルミナ・テンプレート電解重合。2.テンプレートのポーラスアルミナを溶解。

【参考論文】
[1] R. Umeda, H. Awaji, T. Nakahodo, H. Fujihara, J. Am. Chem. Soc., 130 (2008) 3240.
[2] K. Sawai, R. Tatumi, T. Nakahodo, H. Fujihara, Angew. Chem. Int. Ed., 47 (2008) 6917.
[3] H. Awaji, T. Nakahodo, H. Fujihara, Chem. Commun., 47 (2011) 3547.
[4] K. Sato, T. Nakahodo, H. Fujihara, Chem. Commun., 47 (2011) 10067.
[5] M. Mitsumori, T. Nakahodo, H. Fujihara, Nanoscale, 4 (2012) 117.
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