九大ら,⻘⾊光をUVBへとアップコンバージョン

九州⼤学と独ヨハネス・グーテンベルク⼤学マインツ(JGU)は,⻘⾊LED光をUVB光へとアップコンバージョンする⾊素材料を発⾒した(ニュースリリース)。

低いエネルギーの⻑波⻑光を⾼いエネルギーの短波⻑光に変換するアップコンバージョンの機構の中でも,有機分⼦の三重項−三重項消滅に基づくアップコンバージョン(TTA-UC)は,他の機構よりも弱い強度の光を変換可能であるという利点がある。

TTA-UCの中でも可視光(波⻑400nm以上)をより⾼いエネルギーを有する紫外光(波⻑400nm以下),中でも波⻑315nm以下のUVB光に変換することは,光エネルギーを⽤いた有⽤化合物の製造や,殺菌,排⽔中の有害物質の分解に有⽤となる。

UVB光は太陽光にはほとんど含まれず,⼈⼯的に⽣成するには⽔銀灯などの効率の悪い光源を使⽤するのが⼀般的であるため,太陽光や効率の良い LED光に含まれる可視光をUVB光へと変換することは応⽤上重要。

しかし従来のTTA-UCでは,⾼エネルギーなUVB光を⽣成することは困難だった。また,可視光から紫外光へのTTA-UC系の多くはイリジウムやカドミウムといった重⾦属を使⽤しており,コストと持続可能性の観点から問題を抱えていた。

研究では,UVB光を発することができ,TTA-UCに必要な励起三重項状態を⻘⾊光の照射により増感できるアクセプター分⼦を新たに開発した。⻘⾊光を吸収できるドナー分⼦と組み合わせることで,⻘⾊LED光をUVB光へとアップコンバージョンすることに成功した。

今回開発した⾊素材料は重⾦属を含まないため,⽣産するためのコストが低く,⾼い持続可能性を有する材料となることが期待されるという。

更に市販の⻘⾊LEDを光源として使⽤し,発⽣した紫外光を利⽤して,通常なら⾮常に厳しい反応条件を必要とする強い化学結合の切断を⾏なうことにも成功した。

今回実現に成功した⻘⾊光からUVB光へのアップコンバージョンの効率を更に⾼め,また⾊素材料の安定性を⾼めることで,繰り返し利⽤することが可能なUVB発⽣光源の開発が期待される。

研究グループは,より多様な光化学反応へと利⽤可能な材料を開発することで,殺菌や⽔中の有害物質の分解,有⽤化合物の製造への道が拓かれるとしている。

キーワード:

関連記事

  • 京都大、太陽系外の惑星を調べる超小型紫外線衛星の打ち上げに成功

    京都大学の研究グループは、超小型紫外線観測衛星「Mauve」衛星が米SpaceX社のロケットにより打ち上げられ、恒星活動と惑星環境の関係を探る観測ミッションを開始した(ニュースリリース)。 太陽のような恒星は、活動が活発…

    2025.12.10
  • 科学大,超低電圧で光る深青色有機ELの開発に成功 

    東京科学大学の研究グループは,乾電池(1.5V)1本をつなぐだけで光るという,世界最小電圧で発光する深青色有機ELの開発に成功した(ニュースリリース)。 有機ELは大画面テレビやスマートフォンのディスプレーとして既に商用…

    2025.10.09
  • 追手門学院大, 緑色の光を放つ新たな蛍光体を作製

    追手門学院大学の研究グループは,体の奥深くや機械の内部などの温度を正確に測ることができる蛍光温度計の実現に向けYb3+(イッテルビウム)とTb3+(テルビウム)という元素を,LaF3(フッ化ランタン)とLaOF(酸化フッ…

    2025.10.06
  • 兵県大ら,光で働くDNA修復酵素のしくみを解明

    兵庫県立大学,大阪大学,筑波大学は,DNAの損傷を光で修復する酵素の反応過程を詳しく解析し,独自開発の分光計測技術を用いて,修復反応の途中で一時的に現れるオキセタン中間体を世界で初めて実験的に捉え,その存在を裏付けること…

    2025.09.03
  • 立教大,TTA-UCの論文がAIPの注目論文に選出

    立教大学の研究グループが発表した総説論文「配位子保護金属クラスターを用いた三重項–三重項消滅フォトンアップコンバージョン:性能向上のための戦略」が,アメリカ物理学会(AIP)の学術誌に掲載され,注目論文に選出された(ニュ…

    2025.07.29

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア