Search

Recently, the potential use of organic π-radicals and related spin systems has been expanded to modern technological applications. The unique excited-state dynamics of organic π-radicals can be useful to improve the stability of photochemically unstable organic compounds, make the polarization transfer applicable to information technology, and achieve effective up-conversion of interest for luminescence bioimaging, among others. Furthermore, highly luminescent stable π-radicals have been recently reported, which are especially interesting for application in organic light-emitting devices owing to their potential to provide an internal quantum efficiency of 100 %. Thus, the excited-state nature of stable π-radicals as well as the control of their excited-state spin dynamics are emerging topics both in terms of fundamental science and related technological applications. In this minireview, we focus on the excited-state dynamics of both photostable non(weakly)-luminescent and luminescent π-radicals, which are opposites of each other. In particular, we cover the following topics: 1) effective generation of high-spin photoexcited states and control of the excited-state dynamics by using non-luminescent π-radicals, 2) unique excited-state dynamics of luminescent π-radicals and radical excimers, and 3) applications utilizing excited-state dynamics of π-radicals.

この研究の目的は、ESR法により市販の光重合型フロアブルレジンの重合特性を検討することである。レジン硬化体中に発生するポリマーラジカルを検出・観察し、照射時間による二重結合の反応率に与える影響と照射後重合による反応率の変化について検討した。市販のフロアブルレジン(FR)を使用し、キセノンランプ(30分間光照射)と歯科用ハロゲン照射器(10、20、40秒間照射)で光照射した。光照射直後の反応率は、最大ラジカル量に対する各照射時間(10、20、40秒間照射)で得られたラジカル量の割合で算定した。照射後10分の反応率は、再照射によって発生・増加したラジカル量で評価した。照射後重合の保存条件による挙動は、反応率の増加によって検討した。試料から溶出するモノマー量はHPLC分析により決定した。FR中のモノマー/フィラー量は、TG-DTA分析により検討した。FR中に発生するポリマーラジカルのESRスペクトルは、PMMAラジカルのそれと非常に類似していた。ラジカルは、光照射直後から発生し、光照射中は急激に増加した。ラジカル量は、約5分間で最大量に達し、光重型コンポジットレジン(CR)より早く飽和した。また、最大ラジカル量はFRの方がCRより多かった。光照射直後でのFRの反応率は、10秒間照射の場合、約40%でCRのそれと比べて低かった。20、40秒間照射の場合では、CRの反応率と同程度であった。光照射後10分でのFRの反応率は、10秒間照射の場合、約75%にまで増加した。CR、FRとも経時的に反応率は増加し、2ヵ月後には反応率が95%以上になった。FRはCRに比べてモノマー総溶出量が少なかった。反応率や照射後重合は、ESRによって簡単・簡便に解析することができた。これらの結果より、ポリマーラジカルはFRまたはCRの重合特性の指標として利用できることが示唆される。

金沢大学理工研究域電子情報学系, 出版社照会後に全文公開 MAG-10-173|許可を得て登録

Supervisor:松村 英樹 教授, マテリアルサイエンス研究科, 博士

平成15年度～平成16年度科学研究費補助金(基盤研究(B)(2))研究成果報告書, 研究概要：(1).瀬底島サンゴ礁において、海水中の炭酸系成分のシステマチックな時系列観測を5年間継続しておこなった。海水中の二酸化炭素濃度は、昼間に低く、夜間に高い日周変化を示す。これは、昼間には光合成と石灰化が卓越し、夜間には呼吸が卓越することによる。 (2).流向流速計を用いた海水の流動解析をおこない、さんご礁の炭酸系変動の日周変動を説明できるボックスモデルを構築した。 (3).海水中の二酸化炭素濃度の変動を周期解析すると、最も主要な変動周期は、約26.7時間であった。これは、海水中の二酸化炭素濃度変動が、太陽の日射量変動よりも、むしろ月の運行に関連した潮位変動に大きく規定されることを示している。それ以外にも、13時間、6.5時間などの短時間の周期変動があり、複合的なメカニズムによって規定されることが示唆される。 (4).短周期の成分変動を除去して、年間を通した長周期の変動をみると、二酸化炭素濃度は、おおよそ、月単位でブロック上に変化し、夏に向かって上昇する傾向と、冬に向かって減少する傾向が確認された。この変動は、主として、海流の循環にともなう季節変動に支配されていると示唆された。サンゴ礁炭酸系変動と地球環境変動の関係を解明するためには、炭酸系変動の長周期因子の解明が必要であることがわかった。 (5).瀬底島で構築した炭酸系変動ボックスモデルをレユニオン島のサンゴ礁に適用したところ、炭酸系の日周変動をうまく説明できることが確認された。これによりサンゴ礁の炭酸系をグローバルな視点から整合的に評価する方法を確立することができた。 (6)以上により、サンゴ礁における炭酸系変動と地球環境変動について解明するための基礎を確立した。, (1).Carbonate system components are systematically observed for 5 years at coral reef of Sesoko-jima Island. PCO_2 in sea water showed typical diurnal patterns : low in daytime and low in night time, which reflected the high photosynthesis and calcification in daytime, and high respiration rate at night time. (2).Considering the water flow in reef area, dynamical Box model was successfully constructed in order to calculate the carbonate system component variation and to explain the diurnal PCO_2 variation in coral reef. (3).Frequency analysis of PCO_2 variation in coral reef revealed that the main variation frequency was 26.7 hours, which suggested the possible mechanism of lunar system to control PCO2 in coral reef. Another frequencies variation such as 13 or 6.5 hours are also found. (4).Eliminating the short term variations, longer term variation of PCO_2 also showed monthly blockage change of PCO_2 and forms seasonal variation. Numerical analysis of long term PCO_2 variation is important to verify the relationship between carbonate system variation in coral reef and the global environmental change. (5).Dynamical Box model developed in this study is successfully applied to the carbonate system of Re-Union coral reef. (6).As shown above, fundamental methods to evaluate the carbonate system variation in coral reef are successfully established in this research project., 未公開：P.47以降(別刷論文のため)

Some fundamental studies have been carried out about the evolution of hydrogen gas from the surfaces of pulverized natural quartz and synthetic glass immersed in deionized water. The semiquantitative analysis of hydrogen gas relative to other gas constituents was done by a gas chromatographic separation equipped with a thermal conductivity detector. The hydrogen gas evolution was found to occur when the thermally annealed quartz particles were exposed with artificial radiations as well as the application of newly pulverized quartz powder. The increasing tendency of hydrogen gas was remarkably promoted from both the employment of ultrasonic agitation and larger specific surface areas of quartz and glass powder. It is noteworthy that theetching treatment of the surface with HF-solution brought on a meaningfully decreased hydrogen gas evolution whether with or without radiation exposure. From these results, the role of the surface portion was considered to be most important in the process of the radical formation and storage. Even in the case of radiation exposure. Applications of hydrogen gas evolution to geological phenomena have been discussed.

主査：融 健@@@原本とページ数に多少の変更あり