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【化学】可視光を波長340 nm以下の紫外光に変換する溶液系を開発　効率と光耐久性の向上指針を獲得　東工大など [すらいむ★]

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1すらいむ ★
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2020/11/25(水) 18:23:25.88ID:CAP_USER
可視光を波長340 nm以下の紫外光に変換する溶液系を開発
効率と光耐久性の向上指針を獲得

要点

ある種の有機分子を組み合わせ、可視光を紫外光に変換する溶液系を開発
紫外光を使う光触媒や人工光合成などの光エネルギー利用効率向上に寄与
効率と光耐久性は溶媒に強く依存、そのメカニズム理解と向上指針を獲得

概要

　東京工業大学 工学院 機械系の村上陽一准教授と日本化薬株式会社のグループは、2種類の有機分子を組み合わせることにより、可視光を波長320〜340 nmの紫外光に変換する溶液系を開発した。
　同グループが2014年に世界で初めて創出した可視域から波長340 nm以下への「光アップコンバージョン（UC、光の短波長化の操作）」の基本技術を発展させることで実現した。
　また、UCの効率と光耐久性が用いる溶媒種類に強く依存することを見いだし（効率は最大約10 %）、その支配要因を特定しメカニズムを解明した。
　一連の成果は、この種の技術の応用展開に必須となる光耐久性および効率の向上指針を初めて明らかにしたものである。

　波長の短い紫外光は、「日焼け」などからわかるように、エネルギーの高い光子からなるため、光触媒や人工光合成などの幅広い光エネルギー変換における作用能と有用性が高いが、自然光にはごくわずかしか含まれない。
　これまで可視域（波長400 nm以上）から紫外域（同以下）へのUCの報告は多く存在したが、より波長の短い340 nm以下へのUCの報告例は極めて少なく、また、より根本的問題として、UC溶液系の効率と光耐久性を支配するメカニズムはこれまで未解明であった。

　研究成果は英国王立化学会の学術誌「Physical Chemistry Chemical Physics（フィジカル・ケミストリー・ケミカル・フィジックス）」に11月11日に掲載された。本論文outerはオープンアクセスで無料公開されている。

（以下略、続きはソースでご確認下さい）

東工大　公開日：2020.11.25
https://www.titech.ac.jp/news/2020/048361.html
2020/11/25(水) 18:28:45.30ID:Z/RVj9dp
ただの電球の光がとんでもなく役に立つ可能性が！？
2020/11/25(水) 18:30:53.00ID:E7uWxZBT
>>2
むしろ蛍光灯なんて紫外線を蛍光塗料でわざわざ白色光にしている
4名無しのひみつ
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2020/11/25(水) 18:39:50.23ID:Jq1bAUi9
どうやって光子のエネルギーを大きくするんだろ？
2020/11/25(水) 19:02:59.89ID:XPxZUufp
>>4
波長の長い光子二つのエネルギーで
短い光子一つのエネルギーとかかな
6名無しのひみつ
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2020/11/25(水) 19:03:22.03ID:gzwWAD3c
>>4
一応リンク先に説明があるが…
量子化学の範疇だろうな
液体でなければダメなんだろうか

[用語2] 2種類の有機分子を組み合わせて行うUC技術 : 波長の長い入射光を吸収する「増感分子」と、短波長の
光を発光する「発光分子」とを組み合わせて行うUC。まず、増感分子が入射光子を吸収して「三重項状態」
という寿命の長い励起状態となった後、その励起エネルギーを発光分子に受け渡す。このエネルギーの受け渡し
の結果、増感分子は基底状態に戻り、発光分子が三重項状態となる。三重項状態の2個の発光分子が溶液中で
出会うと、「三重項-三重項消滅」という過程が起こり、そのうちの片方がよりエネルギーの高い励起状態と
なる。その励起状態から蛍光光子が放たれることで、入射光より短波長化された光が生成される。
7本家　子烏紋次郎
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2020/11/25(水) 19:04:19.17ID:sl03455G
中卒には理解できません（笑）
8名無しのひみつ
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2020/11/25(水) 19:13:00.39ID:r4wlG/GN
>>7
数式も含めて完全に理解するのは大卒でも困難だろうよ
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/CP/D0CP04923A#!divAbstract
9名無しのひみつ
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2020/11/25(水) 19:23:19.28ID:ndBIc6oa
新たなステルス塗料になるな
10名無しのひみつ
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2020/11/25(水) 19:27:06.62ID:TT6nlLT8
>>3
蛍光灯の逆かね
2020/11/25(水) 19:32:19.64ID:ZLlkcBW9
>>4
大発見かと思ったけど
別の物質が発光してるみたいだな
長い波長は入力信号みたいなもの
2020/11/25(水) 19:33:02.94ID:GZV8MUIe
これは、光触媒での水分解による水素、酸素の生成が捗るな。
2020/11/25(水) 19:36:03.05ID:fRiZzTJf
波長222nm
2020/11/25(水) 19:40:07.60ID:etVlT0Vc
葉緑体の酵素は赤色の3光子で、青色相当のBGにアップコンバートしてるんだっけ
15名無しのひみつ
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2020/11/25(水) 19:40:40.65ID:HQYUNVZZ
ふむふむ、なるほどな・・・・
2020/11/25(水) 19:45:52.08ID:R1RQsOlp
>>7
三段跳び選手同士がぶつかって火花が散る、みたいな話。
17名無しのひみつ
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2020/11/25(水) 19:56:32.16ID:9U1IHj0S
身体に塗れば蛍光灯でも松崎しげるなれるって事？
18名無しのひみつ
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2020/11/25(水) 20:14:00.83ID:VBtL83dh
ベンゼン環を使うのかね？
2020/11/25(水) 21:21:02.08ID:Q8hwNAp3
YAGから緑色レーザ作るってのはあるけど
結晶じゃなくて溶液でやれるんかよ
20名無しのひみつ
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2020/11/25(水) 21:36:27.80ID:ARdV6LaA
またユニークな技術を
21名無しのひみつ
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2020/11/25(水) 21:48:13.49ID:yA3m1NSW
今年の異能vationで受賞したやつだな
2020/11/25(水) 23:08:19.65ID:CvDuZNWz
これどういう応用を想定してるんだ？
2020/11/25(水) 23:52:36.15ID:e8LGK8fM
これはすごい、酸化チタンの太陽光パネルの効率化につながる(^_^;)
2020/11/26(木) 06:59:03.23ID:poGVbziT
>>22
光触媒

TiO2, SrTiO3 etcでウイルスだの有害な有機物だの酸化分解したり、水から水素作ったり、行く行くは人工光合成したり　それくらいは聞いたことあるだろ

光が荷電子帯から導電帯に電子のエネルギーを持ち上げる　その高エネルギー電子が触媒反応の駆動力の源
でも、バンドギャップ以下の複数光子をいくら当てても駄目で、バンドギャップ以上の1光子が必要

ちなみに開発のメインストリームはバンドギャップを下げる事で、可視光でも使えるようにする事　金属を担持したり、不純物ドーピングしたり
でも、バンドギャップを下げると言うことは反応の駆動力を下げるという事　使い勝手は良くなっても、用途は減る

故に可視光を紫外線に変換できるなら、光触媒と一緒に混ぜれば、光触媒本来の能力を引き出せる
2020/11/26(木) 12:43:03.11ID:5udBtXw3
アクアリウムとか爬虫類飼育だと紫外線必要だから需要あるよ
2020/11/26(木) 21:27:44.61ID:16ad6NCR
それなら普通に紫外線LEDでええやん
2020/11/28(土) 18:14:05.70ID:Sudq2IJz
その光触媒能でアップコンバージョンする有機分子が壊れるからその用途では使いにくいかな
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