双方向フォトスイッチングは,あるタイプの近赤外線を用いてナノ粒子を上向きに変換し,光の強度のみを変更します
John-Christopher Boyer1, Carl-Johan Carling, Byron D Gates
14D LABS, Department of Chemistry, Simon Fraser University, 8888 University Drive, Burnaby, British Columbia V5A 1S6, Canada.
Journal of the American Chemical Society
|October 19, 2010
まとめ
ランタニドープされたアップコンバーティングナノ粒子 (UCNPs) は,近赤外線光の強度を調整することによって,有機化合物の可逆光スイッチングを可能にします. この方法では,単一の光源を使用して,光化学反応を正確に制御できます.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- フォトケミストリー フォトケミストリー
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
背景:
- ディチエニレチン (DTE) のような光反応性有機化合物は,光を介して状態を切り替えることができます.
- 伝統的なフォトスイッチングは,しばしば特定の紫外線または可視光源を必要とし,空間および時間的な制御を制限します.
- アップコンバーティングナノ粒子 (UCNP) は,近赤外線 (NIR) 光を高エネルギー可視光または紫外線光に変換することができます.
研究 の 目的:
- ランタニドドーピングアップコンバーティングナノ粒子 (UCNP) の単一タイプを使用して,有機化合物の可逆性フォトスイッチングのための新しい方法を実証する.
- NIR刺激光の強度を調節することによって,光化学反応の遠隔制御制御を達成する.
- 空間および時間的に制御された光化学のためのUCNPの潜在能力を探求する.
主な方法:
- 設計者用コア・シェル・シェルNaYF ((4)) ナノ粒子は,Er ((3+) / Yb ((3+) とTm ((3+) / Yb ((3+) イオンでドーピングされている.
- 980nmのNIR刺激光を用いて,ディチエニレチン (DTE) デリバティブのフォトスイッチングを誘発した.
- NIR光の功率密度を変化させ,UCNPの放出波長と強度を制御した.
主要な成果:
- NIR光の強度を調節することによって,DTE化合物の可逆光スイッチングが実証された.
- NIR光の高電力密度はUV放射を引き起こし,DTEの環閉反応を引き起こした.
- 低電力密度は可視光放射を引き起こし,DTE.TEのリング開き反応を引き起こしました.
- 直接的なUV/可視光スイッチングに匹敵する"リモート制御"フォトスイッチングを達成したが,反応速度は遅かった.
結論:
- ランタニドでドーピングされたUCNPは,光化学反応を遠隔操作するための汎用性のあるプラットフォームを提供します.
- NIR光の強度を調節することは,有機化合物の可逆光スイッチングのための便利な方法を提供します.
- この技術は,単一の調節可能な光源を使用して,光化学の正確な空間的および時間的な調節を可能にします.
