Research Abstract
「ボトムアップ型」光機能性ビス(ジピリナト)亜鉛(II)錯体ナノシート
A photofunctional bottom-up bis(dipyrrinato)zinc(II) complex nanosheet
2015年4月2日 Nature Communications 6 : 6713 doi: 10.1038/ncomms7713
二次元高分子ナノシート、特に結晶性層状物質に由来するグラフェンや金属カルコゲニドなどの「トップダウン型」ナノシートが大変注目を集めている。構成要素から直接紡ぎ上げる分子ベースの「ボトムアップ型」ナノシートは、トップダウン型ナノシートよりも豊富な構造多様性を示すが、これまで報告されたボトムアップ型ナノシートは有用な機能性を欠いている。今回我々は、光活性ビス(ジピリナト)亜鉛(II)錯体により構成されるボトムアップ型ナノシートの設計・合成について報告する。三叉ジピリン有機配位子と亜鉛(II)イオンを液液界面法により反応させることで、ナノシート積層体が得られる。一方、気液界面反応を用いるとドメインサイズが一辺10 μmを超える、単原子層または数原子層ナノシートが得られる。このナノシートは、ラングミュア・シェーファー法を用いて、さまざまな基板に容易に転写できる。SnO2透明電極上に転写したナノシートは、光電変換システムの光アノードとして機能した。つまり、ビス(ジピリナト)亜鉛(II)金属錯体ナノシートは初の光機能性ボトムアップ型ナノシートである。
Ryota Sakamoto, Ken Hoshiko, Qian Liu, Toshiki Yagi, Tatsuhiro Nagayama, Shinpei Kusaka, Mizuho Tsuchiya, Yasutaka Kitagawa, Wai-Yeung Wong & Hiroshi Nishihara
Corresponding Author
Two-dimensional polymeric nanosheets have recently gained much attention, particularly top-down nanosheets such as graphene and metal chalcogenides originating from bulk-layered mother materials. Although molecule-based bottom-up nanosheets manufactured directly from molecular components can exhibit greater structural diversity than top-down nanosheets, the bottom-up nanosheets reported thus far lack useful functionalities. Here we show the design and synthesis of a bottom-up nanosheet featuring a photoactive bis(dipyrrinato)zinc(II) complex motif. A liquid/liquid interfacial synthesis between a three-way dipyrrin ligand and zinc(II) ions results in a multi-layer nanosheet, whereas an air/liquid interfacial reaction produces a single-layer or few-layer nanosheet with domain sizes of >10 μm on one side. The bis(dipyrrinato)zinc(II) metal complex nanosheet is easy to deposit on various substrates using the Langmuir–Schäfer process. The nanosheet deposited on a transparent SnO2 electrode functions as a photoanode in a photoelectric conversion system, and is thus the first photofunctional bottom-up nanosheet.
