トリプレット超核偏極システムの創出
キーワード：励起三重項、超核偏極、NMR、MRI
2016.04.
| 楊井 伸浩（やない のぶひろ） | データ更新日：2024.04.18 |
主な研究テーマ
フォトン・アップコンバージョン分子システムの開発
キーワード：フォトン・アップコンバージョン、自己組織化、エネルギーマイグレーション
2013.04.
キーワード：フォトン・アップコンバージョン、自己組織化、エネルギーマイグレーション
2013.04.
自己組織化に基づく高効率エネルギー変換システムの構築
キーワード：自己組織化、エネルギー変換
2012.11～2013.04.
キーワード：自己組織化、エネルギー変換
2012.11～2013.04.
従事しているプロジェクト研究
スピン超偏極分子材料の創出に基づく量子医療診断
2023.10～2029.03, 代表者：楊井 伸浩, 九州大学, JST （日本）
核磁気共鳴を用いた画像化法（MRI）は、核スピンの偏極率が低いために感度が悪いという本質的な問題を抱えています。本研究ではMRIの感度を飛躍的に向上させるスピン超偏極材料を創出することで、新たな量子医療診断技術を開発します。また、独自の分子性量子センサーの開発とその集積化により、多様な化学パラメータの量子センシングを可能にします。.
2023.10～2029.03, 代表者：楊井 伸浩, 九州大学, JST （日本）
核磁気共鳴を用いた画像化法（MRI）は、核スピンの偏極率が低いために感度が悪いという本質的な問題を抱えています。本研究ではMRIの感度を飛躍的に向上させるスピン超偏極材料を創出することで、新たな量子医療診断技術を開発します。また、独自の分子性量子センサーの開発とその集積化により、多様な化学パラメータの量子センシングを可能にします。.
MRI・NMRの未来を担う「トリプレット超核偏極の材料化学」
2022.04～2029.03, 代表者：楊井 伸浩, 九州大学, JST （日本）
核磁気共鳴を用いた分光法（NMR）や画像化法（MRI）は、感度が非常に低いという本質的問題を抱えています。感度向上のための現行技術は高価でアクセスが制限されるのに対し、本研究では「誰でもどこでも超高感度NMR・MRI を利用できる」破壊的技術のためのシーズ創出を目指します。更に、従来技術では不可能な「生体内でNMR・MRI を高感度化する」という新概念創出にも挑戦します。.
2022.04～2029.03, 代表者：楊井 伸浩, 九州大学, JST （日本）
核磁気共鳴を用いた分光法（NMR）や画像化法（MRI）は、感度が非常に低いという本質的問題を抱えています。感度向上のための現行技術は高価でアクセスが制限されるのに対し、本研究では「誰でもどこでも超高感度NMR・MRI を利用できる」破壊的技術のためのシーズ創出を目指します。更に、従来技術では不可能な「生体内でNMR・MRI を高感度化する」という新概念創出にも挑戦します。.
超核偏極ナノ空間の創出に基づく高感度生体分子観測
2018.10～2022.03, 代表者：楊井 伸浩, 九州大学, JST （日本）
MRIは現代医療において不可欠な技術ですが、感度が低いため観測対象は主に生体中に豊富に存在する水に限られます。室温における超高感度化を可能にする方法としてtriplet DNPが近年開発されましたが、固体結晶中の分子しか高感度化出来ないという問題がありました。そこで本研究では「超核偏極ナノ空間」という新概念に基づき、これまで困難であった室温・水中における生体分子の超高感度観測に挑戦します。.
2018.10～2022.03, 代表者：楊井 伸浩, 九州大学, JST （日本）
MRIは現代医療において不可欠な技術ですが、感度が低いため観測対象は主に生体中に豊富に存在する水に限られます。室温における超高感度化を可能にする方法としてtriplet DNPが近年開発されましたが、固体結晶中の分子しか高感度化出来ないという問題がありました。そこで本研究では「超核偏極ナノ空間」という新概念に基づき、これまで困難であった室温・水中における生体分子の超高感度観測に挑戦します。.
新学術領域研究 配位アシンメトリー
2016.06～2021.03, 代表者：君塚信夫, 九州大学
本学術領域研究では、溶液中あるいは界面（表面）における金属錯体・有機分子の自己組織化に基づき、配位構造や集積構造の非対称性（アシンメトリー）を実現するための基盤技術の開発とその応用を目的とする。
具体的には、(1)分子の自己組織化に基づくキラルな配位高分子、金属ナノ粒子組織体の合成、(2)マルチスケールな配位アシンメトリー構築技術：金属錯体・高分子錯体の異方集積技術の開発、(3)電場など外場応答型の配位アシンメトリー制御技術、(4)基板表面における高分子金属錯体ナノ薄膜の液層析出合成法の開発とその構造・特性評価と機能化 をはかる。.
2016.06～2021.03, 代表者：君塚信夫, 九州大学
本学術領域研究では、溶液中あるいは界面（表面）における金属錯体・有機分子の自己組織化に基づき、配位構造や集積構造の非対称性（アシンメトリー）を実現するための基盤技術の開発とその応用を目的とする。
具体的には、(1)分子の自己組織化に基づくキラルな配位高分子、金属ナノ粒子組織体の合成、(2)マルチスケールな配位アシンメトリー構築技術：金属錯体・高分子錯体の異方集積技術の開発、(3)電場など外場応答型の配位アシンメトリー制御技術、(4)基板表面における高分子金属錯体ナノ薄膜の液層析出合成法の開発とその構造・特性評価と機能化 をはかる。.
フォトン･アップコンバージョン分子技術の開拓
2014.10～2018.03, 代表者：楊井 伸浩, 九州大学, JST （日本）
太陽光エネルギーの有効活用は人類社会の重要課題であり、光を電気エネルギーや化学エネルギーに変換する研究が盛んに行われています。本研究では、それら全てに貢献する“共通基盤”としてフォトン・アップコンバージョンに着目しました。新規な色素対の開拓から色素の集合制御による高効率波長変換、更にはデバイス化に至るまでの一連の検討により、「フォトン・アップコンバージョン分子技術」の開拓を目指します。.
2014.10～2018.03, 代表者：楊井 伸浩, 九州大学, JST （日本）
太陽光エネルギーの有効活用は人類社会の重要課題であり、光を電気エネルギーや化学エネルギーに変換する研究が盛んに行われています。本研究では、それら全てに貢献する“共通基盤”としてフォトン・アップコンバージョンに着目しました。新規な色素対の開拓から色素の集合制御による高効率波長変換、更にはデバイス化に至るまでの一連の検討により、「フォトン・アップコンバージョン分子技術」の開拓を目指します。.
国際共同研究事業 ICCプログラム 動的に構造・形状変換する新しいナノ結晶の開発とその集積機能科学
2013.08～2016.07, 代表者：君塚信夫、Steve Granick, 九州大学、University of Illinois, JSPS (Japan)
動的に構造・形状を変換可能な新しいナノ結晶を合成し、それらを集積することで、動的な超結晶構造を創出する。日本側が主に合成を、アメリカ側が主に測定を担当し、国際連携により推進する。.
2013.08～2016.07, 代表者：君塚信夫、Steve Granick, 九州大学、University of Illinois, JSPS (Japan)
動的に構造・形状を変換可能な新しいナノ結晶を合成し、それらを集積することで、動的な超結晶構造を創出する。日本側が主に合成を、アメリカ側が主に測定を担当し、国際連携により推進する。.
研究業績
主要著書
主要原著論文
| 1. | Akio Yamauchi, Kentaro Tanaka, Masaaki Fuki, Saiya Fujiwara, Nobuo Kimizuka, Tomohiro Ryu, Masaki Saigo, Ken Onda, Yasuhiro Kobori,* Kiyoshi Miyata,* Nobuhiro Yanai*, Room-temperature quantum coherence of entangled multiexcitons in a metal-organic framework, Science Adv., 10.1126/sciadv.adi3147, 10, eadi3147, 2024.01, [URL]. |
| 2. | Kana Orihashi, Akio Yamauchi, Miku Inoue, Bhavesh Parmar, Saiya Fujiwara, Nobuo Kimizuka, Mizue Asada, Toshikazu Nakamura, Nobuhiro Yanai*, Radical qubits photo-generated in acene-based metal–organic frameworks, Dalton Trans., 53, 872-876, 2023.12, [URL]. |
| 3. | Keita Sakamoto, Tomoyuki Hamachi, Katsuki Miyokawa, Kenichiro Tateishi, Tomohiro Uesaka, Yuki Kurashige,* Nobuhiro Yanai*, Polarizing agents beyond pentacene for efficient triplet dynamic nuclear polarization in glass matrices, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 10.1073/pnas.2307926120, 120, 44, e2307926120, 2023.10, [URL]. |
| 4. | Kana Orihashi, Akio Yamauchi, Saiya Fujiwara, Mizue Asada, Toshikazu Nakamura, Joseph Ka-Ho Hui, Nobuo Kimizuka, Kenichiro Tateishi, Tomohiro Uesaka, Nobuhiro Yanai*, Spin-Polarized Radicals with Extremely Long Spin-Lattice Relaxation Time at Room Temperature in a Metal-Organic Framework, J. Am. Chem. Soc., 10.1021/jacs.3c09563, 145, 50, 27650-27656, 2023.12, [URL]. |
| 5. | Tomoyuki Hamachi, Koki Nishimura, Keita Sakamoto, Yusuke Kawashima, Hironori Kouno, Shunsuke Sato, Go Watanabe, Kenichiro Tateishi, Tomohiro Uesaka, Nobuhiro Yanai*, Triplet dynamic nuclear polarization of pyruvate via supramolecular chemistry, Chem. Sci., 10.1039/D3SC04123A, 14, 13842-13850, 2023.11, [URL]. |
| 6. | Till J. B. Zähringer, Julian A. Moghtader, Maria-Sophie Bertrams, Bibhisan Roy, Masanori Uji, Nobuhiro Yanai, Christoph Kerzig, Blue-to-UVB Upconversion, Solvent Sensitization and Challenging Bond Activation Enabled by a Benzene-Based Annihilator, 62, e202215340, 2023.06, [URL]. |
| 7. | Naoyuki Harada, Masanori Uji, Baljeet Singh, Nobuo Kimizuka, Nobuhiro Yanai , Porous film impregnation method for record-efficiency visible-to-UV photon upconversion and subsolar light harvesting, 11, 8002, 2023.03, [URL]. |
| 8. | Koki Nishimura, Reiya Yabuki, Tomoyuki Hamachi, Nobuo Kimizuka, Kenichiro Tateishi, Tomohiro Uesaka, and Nobuhiro Yanai, Dynamic Electron Polarization Lasting More Than 10 μs by Hybridizing Porphyrin and TEMPO with Flexible Linkers, J. Phys. Chem. B, 127, ５, 1219, 2023.01, [URL]. |
| 9. | Reiya Yabuki, Koki Nishimura, Tomoyuki Hamachi, Naoto Matsumoto, and Nobuhiro Yanai*, Generation and Transfer of Triplet Electron Spin Polarization at the Solid–Liquid Interface, J. Phys. Chem. Lett. , 14, 20, 4754, 2023.05, [URL]. |
| 10. | Masanori Uji, Till J. B. Zähringer, Christoph Kerzig, Nobuhiro Yanai, Visible-to-UV Photon Upconversion: Recent Progress in New Materials and Applications, Angewandte Chemie, 10.1002/anie.202301506, e202301506, 2023.06, [URL]. |
| 11. | Pankaj Bharmoria, Fredrik Edhborg, Hakan Bildirir, Yoichi Sasaki, Shima Ghasemi, Anders Mårtensson, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Bo Albinsson, Karl Börjesson, Kasper Moth-Poulsen, Recyclable optical bioplastics platform for solid state red light harvesting via triplet-triplet annihilation photon upconversion, JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A, 10.1039/d2ta04810h, 10, 40, 21279-21290, 2022.10. |
| 12. | Naoto Matsumoto, Koki Nishimura, Nobuo Kimizuka, Yusuke Nishiyama, Kenichiro Tateishi, Tomohiro Uesaka, and Nobuhiro Yanai, Proton Hyperpolarization Relay from Nanocrystals to Liquid Water, JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 10.1021/jacs.2c07518, 2022, 144, 39, 18023–18029, 2022.09. |
| 13. | Haklae Lee, Myung-Soo Lee, Masanori Uji, Naoyuki Harada, Jeong-Min Park, Jiyeon Lee, Sung Eun Seo, Chul Soon Park, Jinyeong Kim, Seon Joo Park, Suk Ho Bhang, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Oh Seok Kwon, and Jae-Hyuk Kim, Nanoencapsulated Phase-Change Materials: Versatile and Air-Tolerant Platforms for Triplet-Triplet Annihilation Upconversion, ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, 10.1021/acsami.1c21080, 14, 3, 4132-4143, 2022.01. |
| 14. | Yoichi Sasaki, Nobuhiro Yanai,* Nobuo Kimizuka*, Osmium Complex-Chromophore Conjugates with Both Singlet-to-Triplet Absorption and Long Triplet Lifetime through Tuning of the Heavy-Atom Effect br, INORGANIC CHEMISTRY, 10.1021/acs.inorgchem.1c03129, 61, 16, 5982-5990, 2022.04. |
| 15. | Masanori Uji, Naoyuki Harada, Nobuo Kimizuka,* Masaki Saigo, Kiyoshi Miyata, Ken Onda, Nobuhiro Yanai*, Heavy metal-free visible-to-UV photon upconversion with over 20% efficiency sensitized by a ketocoumarin derivative, JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C, 10.1039/d1tc05526g, 10, 12, 2022.03, Efficient triplet-triplet annihilation-based photon upconversion (TTA-UC) from visible to UV light without using heavy metals is still a challenging task. Here we achieve a record-high TTA-UC efficiency of 20.3% among 100% maximum by employing a ketocoumarin derivative as a triplet sensitizer, which shows strong visible absorption, weak UV absorption, and efficient intersystem crossing. |
| 16. | Saiya Fujiwara, Naoto Matsumoto, Koki Nishimura, Nobuo Kimizuka, Kenichiro Tateishi, Tomohiro Uesaka, Nobuhiro Yanai*, Triplet Dynamic Nuclear Polarization of Guest Molecules through Induced Fit in a Flexible Metal-Organic Framework, ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, 10.1002/anie.202115792, 61, 9, 2022.02. |
| 17. | Tsubasa Kashino, Rena Haruki, Masanori Uji, Naoyuki Harada, Masanori Hosoyamada, Nobuhiro Yanai,* Nobuo Kimizuka*, Design Guidelines for Rigid Epoxy Resins with High Photon Upconversion Efficiency: Critical Role of Emitter Concentration, ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, 10.1021/acsami.1c17021, 2022.01. |
| 18. | Mio Koharagi, Naoyuki Harada, Keisuke Okumura, Junji Miyano, Shota Hisamitsu, Nobuo Kimizuka,* Nobuhiro Yanai*, Green-to-UV photon upconversion enabled by new perovskite nanocrystal-transmitter-emitter combination, NANOSCALE, 10.1039/d1nr06588b, 13, 47, 19890-19893, 2021.12, The first example of triplet–triplet annihilation-based photon upconversion (TTA-UC) from green light to ultraviolet (UV) light sensitized by lead halide perovskite nanocrystals is demonstrated. The combination of a new transmitter that extracts triplet energy from perovskite and a UV emitter with a low triplet energy level lengthens the excitation wavelength of perovskite-sensitized upconverted UV emission.. |
| 19. | David Bossanyi, Yoichi Sasaki, Shuanqing Wang, Dimitri Chekulaev, Nobuo Kimizuka, Nobuhiro Yanai, Jenny Clark, In optimized rubrene-based nanoparticle blends for photon upconversion, singlet energy collection outcompetes triplet-pair separation, not singlet fission, J. Mater. Chem. C, 10.1039/D1TC02955J, 2021.11. |
| 20. | David G. Bossanyi, Yoichi Sasaki, Shuangqing Wang, Dimitri Chekulaev, Nobuo Kimizuka, Nobuhiro Yanai, and Jenny Clark, Spin Statistics for Triplet–Triplet Annihilation Upconversion: Exchange Coupling, Intermolecular Orientation, and Reverse Intersystem Crossing, ACS Au, 10.1021/jacsau.1c00322, 2021.10. |
| 21. | Akio Yamauchi, Saiya Fujiwara, Koki Nishimura, Yoichi Sasaki, Kenichiro Tateishi, Tomohiro Uesaka, Nobuo Kimizuka, Nobuhiro Yanai, Design Guidelines to Elongate Spin-Lattice Relaxation Times of Porphyrins with Large Triplet Electron Polarization, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A, 10.1021/acs.jpca.1c01839, 125, 20, 4334-4340, 2021.05. |
| 22. | Yoichi Sasaki, Shogo Amemori, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Singlet-to-triplet absorption for near-infrared-to-visible photon upconversion, Bull. Chem. Soc. Jpn. , 94, 1760-1768, 2021.04. |
| 23. | Tsubasa Kashino, Masanori Hosoyamada, Rena Haruki, Naoyuki Harada, Nobuhiro Yanai,* Nobuo Kimizuka*, Bulk Transparent Photon Upconverting Films by Dispersing High-Concentration Ionic Emitters in Epoxy Resins, ACS Appl. Mater. Interfaces , 13, 11, 13676-13683, 2021.03, [URL]. |
| 24. | Tomoyuki Hamachi, Koki Nishimura, Hironori Kouno, Yusuke Kawashima, Kenichiro Tateishi*, Tomohiro Uesaka, Nobuo Kimizuka*, Nobuhiro Yanai*, Porphyrins as Versatile, Aggregation-Tolerant, and Biocompatible Polarizing Agents for Triplet Dynamic Nuclear Polarization of Biomolecules, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS, 10.1021/acs.jpclett.1c00294, 12, 10, 2645-2650, 2021.03, [URL]. |
| 25. | Pankaj Bharmoria, Shota Hisamitsu, Yoichi Sasaki, Tejwant Singh Kang, Masa-aki Morikawa, Biplab Joarder, Kasper Moth-Poulsen, Hakan Bildirir, Anders Mårtensson, Nobuhiro Yanai,* Nobuo Kimizuka*, Photon upconverting bioplastics with high efficiency and in-air durability, J. Mater. Chem. C, 10.1039/D1TC00287B, 2021.02, [URL]. |
| 26. | Bruno Ehrler,* Nobuhiro Yanai,* Lea Nienhaus*, Up- and down-conversion in molecules and materials, JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, 10.1063/5.0045323, 154, 7, 2021.02, [URL]. |
| 27. | Mika Kinoshita, Yoichi Sasaki, Shogo Amemori, Naoyuki Harada, Zhanhao Hu, Zonghao Liu, Luis K. Ono, Yabing Qi,* Nobuhiro Yanai,* Nobuo Kimizuka*, Photon Upconverting Solid Films with Improved Efficiency for Endowing Perovskite Solar Cells with Near-Infrared Sensitivity, CHEMPHOTOCHEM, 10.1002/cptc.202000143, 4, 11, 5271-5278, 2020.11. |
| 28. | Hisanori Nagatomi, Leighanne C. Gallington, Subhadip Goswami, Jiaxin Duan, Karena W. Chapman, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Omar K. Farha, and Joseph T. Hupp*, Regioselective Functionalization of the Mesoporous Metal-Organic Framework, NU-1000, with Photo-Active Tris-(2,2 '-bipyridine)ruthenium(II), ACS OMEGA, 10.1021/acsomega.0c04823, 5, 46, 30299-30305, 2020.11. |
| 29. | Naoyuki Harada, Yoichi Sasaki, Masanori Hosoyamada, Nobuo Kimizuka* and Nobuhiro Yanai *, Discovery of Key TIPS‐Naphthalene for Efficient Visible‐to‐UV Photon Upconversion under Sunlight and Room Light, Angew. Chem. Int. Ed., 60, 1, 142-147, 2020.10, [URL]. |
| 30. | Biplab Joarder, Arijit Mallick, Yoichi Sasaki, Mika Kinoshita, Rena Haruki, Yusuke Kawashima, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Near-Infrared-to-Visible Photon Upconversion by Introducing an S−T Absorption Sensitizer into a Metal-Organic Framework, ChemNanoMat, 10.1002/cnma.202000019, 6, 6, 916-919, 2020.06, [URL], Triplet-triplet annihilation-based photon upconversion (TTA-UC) of near-infrared (NIR) light to visible light in the solid-state remains as a great challenge due to the sensitizer aggregation that impedes the efficient triplet energy transfer. Herein, we successfully introduce a molecular sensitizer exhibiting direct singlet-to-triplet (S–T) absorption into a new emitter-based metal-organic framework (MOF) to achieve an efficient triplet sensitization and a NIR-to-visible TTA-UC in the solid-state.. |
| 31. | Jie Zhang, Hironori Kouno, Nobuhiro Yanai,* Daichi Eguchi, Tatsuo Nakagawa, Nobuo Kimizuka,* Toshiharu Teranishi,* Masanori Sakamoto*, Number of Surface-Attached Acceptors on a Quantum Dot Impacts Energy Transfer and Photon Upconversion Efficiencies, ACS Photon. , 10.1021/acsphotonics.0c00771, 2020.06, [URL]. |
| 32. | Rena Haruki, Yoichi Sasaki, Kouta Masutani, Nobuhiro Yanai,* and Nobuo Kimizuka*, Leaping across the visible range: near-infrared-to-violet photon upconversion employing a silyl-substituted anthracene, Chem. Commun., 10.1039/D0CC02240C, 56, 7017-7020, 2020.05, [URL]. |
| 33. | Hironori Kouno, Kana Orihashi, Koki Nishimura, Yusuke Kawashima, Kenichiro Tateishi, Tomohiro Uesaka, Nobuo Kimizuka, Nobuhiro Yanai, Triplet dynamic nuclear polarization of crystalline ice using water-soluble polarizing agents, Chemical Communications, 10.1039/d0cc00836b, 56, 26, 3717-3720, 2020.04, [URL], Triplet dynamic nuclear polarization (triplet-DNP) allows hyperpolarization at a moderate temperature. While the triplet-DNP of water is strongly desired, water-soluble triplet polarizing agents have not yet been reported. Herein, the first example of triplet-DNP of crystalline ice is demonstrated by molecularly dispersing a novel water-soluble polarizing agent into ice.. |
| 34. | Shota Hisamitsu, Junji Miyano, Keisuke Okumura, Joseph Ka Ho Hui, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Visible-to-UV Photon Upconversion in Nanostructured Chromophoric Ionic Liquids, ChemistryOpen, 10.1002/open.201900304, 9, 1, 14-17, 2020.01, [URL], Visible-to-ultraviolet (vis-to-UV) triplet-triplet annihilation based photon upconversion (TTA-UC) is achieved in a non-volatile chromophoric ionic liquid (IL) for the first time. A novel IL is synthesized by combining UV-emitting anion 4-(2-phenyloxazol-5-yl)benzenesulfonate (PPOS) and trihexyltetradecylphosphonium cation (P66614). The nanostructured organization of chromophoric anions is demonstrated by synchrotron X-ray and optical measurements. When the IL is doped with a triplet sensitizer tris(2-phenylpyridinato)iridium(III) (Ir(ppy)3), the visible-to-UV TTA-UC with a relatively low threshold excitation intensity of 61 mW cm−2 is achieved. This is due to a large triplet diffusion coefficient in the IL (1.4×10−7 cm2 s−1) as well as a high absorption coefficient 15 cm−1 and a long PPOS triplet lifetime of 1.55 ms, all implemented in the condensed IL system. This work demonstrates the unique potential of ILs to control chromophore arrangements for desired functions.. |
| 35. | Yoichi Sasaki, Mio Oshikawa, Pankaj Bharmoria, Hironori Kouno, Akiko Hayashi-Takagi, Moritoshi Sato, Itsuki Ajioka, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Near-Infrared Optogenetic Genome Engineering Based on Photon-Upconversion Hydrogels, Angewandte Chemie - International Edition, 10.1002/anie.201911025, 58, 49, 17827-17833, 2019.12, [URL], Photon upconversion (UC) from near-infrared (NIR) light to visible light has enabled optogenetic manipulations in deep tissues. However, materials for NIR optogenetics have been limited to inorganic UC nanoparticles. Herein, NIR-light-triggered optogenetics using biocompatible, organic TTA-UC hydrogels is reported. To achieve triplet sensitization even in highly viscous hydrogel matrices, a NIR-absorbing complex is covalently linked with energy-pooling acceptor chromophores, which significantly elongates the donor triplet lifetime. The donor and acceptor are solubilized in hydrogels formed from biocompatible Pluronic F127 micelles, and heat treatment endows the excited triplets in the hydrogel with remarkable oxygen tolerance. Combined with photoactivatable Cre recombinase technology, NIR-light stimulation successfully performs genome engineering resulting in the formation of dendritic-spine-like structures of hippocampal neurons.. |
| 36. | Hironori Kouno, Yusuke Kawashima, Kenichiro Tateishi,* Tomohiro Uesaka, Nobuo Kimizuka,* and Nobuhiro Yanai*, Nonpentacene Polarizing Agents with Improved Air Stability for Triplet Dynamic Nuclear Polarization at Room Temperature, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS, 10.1021/acs.jpclett.9b00480, 10, 9, 2208-2213, 2019.05, 核磁気共鳴を用いた分光法（NMR）や画像化法（MRI）は非破壊的に分子の構造や運動性を分析できる手法であるが、その感度が非常に低いため、例えばMRIにおいては観測対象が主に生体内に大量に存在する水に限られてきた。感度が低い原因は核スピンの偏極率が低いためであり、その偏極率を向上させる技術として動的核偏極法（DNP）がある。中でも光励起三重項の大きな電子スピン偏極を核スピン偏極へと移行するtriplet-DNPは室温で核スピンの偏極率を高めることが出来る。 これまでtriplet-DNPの偏極源は主にペンタセンに限られてきたが、ペンタセンは空気中で容易に酸化されてしまい、今後triplet-DNPを溶存酸素が存在するバイオ応用へと展開する上で解決すべき問題である。そこで電子吸引性の窒素原子を導入したジアザペンタセンやジアザテトラセンが、高性能かつ空気中で安定な初めての偏極源であることを示した。. |
| 37. | Hironori Kouno, Yoichi Sasaki, Nobuhiro Yanai,* and Nobuo Kimizuka*, Supramolecular Crowding Can Avoid Oxygen Quenching of Photon Upconversion in Water, Chemistry - A European Journal, 10.1002/chem.201806076, 25, 24, 6124-6130, 2019.04. |
| 38. | Rena Haruki, Hironori Kouno, Masanori Hosoyamada, Taku Ogawa, Nobuhiro Yanai,* and Nobuo Kimizuka*, Oligo(ethylene glycol)/alkyl-modified Chromophore Assemblies for Photon Upconversion in Water, Chemistry - An Asian Journal, 10.1002/asia.201801666, 2019.01. |
| 39. | Nobuhiro Yanai, Kengo Suzuki, Taku Ogawa, Yoichi Sasaki, Naoyuki Harada, Nobuo Kimizuka, Absolute Method to Certify Quantum Yields of Photon Upconversion via Triplet-Triplet Annihilation, Journal of Physical Chemistry A, 10.1021/acs.jpca.9b08636, 2019.01, [URL], For the consistent development of the field of photon upconversion via triplet-triplet annihilation (TTA-UC), it is pivotal to know the true quantum yield of TTA-UC emission. Although TTA-UC quantum yields have been determined by common relative measurements using quantum yield standards, there is still a discrepancy between the reported values even for the benchmark sensitizer-emitter pair of platinum(II) octaethylporphyrin (PtOEP) and 9,10-diphenylanthracene (DPA). Here, to resolve this situation, we show a method to obtain the absolute quantum yield of TTA-UC photoluminescence. The difficulty in obtaining absolute TTA-UC quantum yield by the integrating sphere measurement is to accurately calibrate the contribution of reabsorbed upconverted emission by triplet sensitizers. The reabsorption correction is successfully carried out by comparing sensitizer phosphorescence with and without the integrating sphere. An absolute TTA-UC quantum yield of the PtOEP-DPA pair is obtained as 36%, which shows a good agreement with the relative TTA-UC quantum yield. An absolute TTA-UC quantum yield of another red-to-blue TTA-UC pair, platinum(II) meso-tetraphenyltetrabenzoporphyrin (PtTPBP) and 2,5,8,11-tetra-tert-butylperylene (TTBP), is obtained as 27%. These absolute TTA-UC quantum yields can be used as certified values to check the measurement setup and sample condition for determining relative TTA-UC quantum yields in each laboratory.. |
| 40. | Koki Nishimura, Hironori Kouno, Kenichiro Tateishi, Tomohiro Uesaka, Keiko Ideta, Nobuo Kimizuka, Nobuhiro Yanai, Triplet dynamic nuclear polarization of nanocrystals dispersed in water at room temperature, Physical Chemistry Chemical Physics, 10.1039/c9cp03330k, 21, 30, 16408-16412, 2019.01, [URL], While dynamic nuclear polarization using photo-excited triplet electrons (triplet-DNP) can improve the sensitivity of nuclear magnetic resonance at room temperature, it has not been carried out in water. Here, we report the first example of triplet-DNP in water by downsizing the conventional bulk crystals to nanocrystals.. |
| 41. | Keisuke Okumura, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Visible-to-UV photon upconversion sensitized by lead halide perovskite nanocrystals, Chemistry Letters, 10.1246/cl.190473, 48, 11, 1347-1350, 2019.01, [URL], Visible-to-UV photon upconversion based on triplet-triplet annihilation (TTA-UC) sensitized by lead halide perovskite nanocrystals is demonstrated for the first time. The surface modification of nanocrystals with energy transmitter ligands plays a key role in the effective triplet sensitization, resulting in high TTA-UC efficiency over 4%. This work proves the promising potential of perovskite nanocrystals as a versatile, next-generation triplet sensitizer.. |
| 42. | Saiya Fujiwara, Masanori Hosoyamada, Kenichiro Tateishi,* Tomohiro Uesaka, Keiko Ideta, Nobuo Kimizuka,* and Nobuhiro Yanai*, Dynamic Nuclear Polarization of Metal-Organic Frameworks Using Photoexcited Triplet Electrons, Journal of the American Chemical Society, 10.1021/jacs.8b10121, 140, 46, 15606-15610, 2018.11, 原子が持つ微小な磁石である核スピンの振る舞いを電磁波の吸収・放出から観測することで、分子の構造や運動性を非破壊的に分析することができます。この技術は、化学の分野では核磁気共鳴（NMR）分光法、医療の現場では磁気共鳴画像法（MRI）として欠かせないツールとなっています。しかし、これらの感度は他の分析法と比較すると非常に低く、例えばMRIでは主に生体内に膨大に存在する水分子の1H核の画像化に限定されています。 感度が低い原因は核スピンの低い偏極率ですが、その偏極率を向上させる技術が動的核偏極（Dynamic Nuclear Polarization; DNP）法です。中でも、特定の分子（偏極源）を光励起し、三重項電子に出現する大きな偏極を核の偏極へと移行するTriplet-DNP法は、核スピンの偏極率を室温で大幅に向上できるため近年注目を集めています。しかし従来のTriplet-DNP法は、高感度化したい生体分子を取り込むことが難しい有機結晶、もしくは室温で偏極を蓄積することが難しいガラス中でのみ行われており、高感度MRIへの応用は制限されていました。 今回、室温における生体分子の高感度MRI観測に繋がるナノ多孔性材料の核偏極化を行いました。多孔性材料として近年注目を集める多孔性金属錯体（MOF）を用い、Triplet-DNPによってMOF骨格の1H核を室温で高偏極化することに成功しました。偏極が保たれる時間を長くするため部分的に重水素化を施したMOFに新たに設計した偏極源（ペンタセン誘導体）を導入し、得られた複合体に対して光照射による電子スピンの偏極の生成とマイクロ波照射による1H核への偏極移行を行いました。このTriplet-DNP処理後に複合体のNMR信号強度に明確な増強が見られ、MOF骨格の1H核が約50倍高偏極化されたことが確認されました。 MOFは構成分子や金属イオンの種類によって容易に細孔サイズや表面特性を制御可能であるため、本研究で初めて実証されたTriplet-DNPによるMOFの高偏極化は、今後様々な生体分子を細孔内で高偏極化し、高感度MRI観測を可能にするシステムの開拓へと繋がることが期待されます。. |
| 43. | Pankaj Bharmoria, Shota Hisamitsu, Hisanori Nagatomi, Taku Ogawa, Masa-aki Morikawa, Nobuhiro Yanai,* and Nobuo Kimizuka*, Simple and Versatile Platform for Air-Tolerant Photon Upconverting Hydrogels by Biopolymer-Surfactant-Chromophore Co-assembly, Journal of the American Chemical Society, 10.1021/jacs.8b05821, 140, 34, 10848-10855, 2018.08, 生体高分子と界面活性剤の複合体マトリックス中に色素分子を高濃度に分散することで空気中においてアップコンバージョンを示すヒドロゲルを合成することに成功した。複雑な合成を必要とせず、複合体の構造を制御することで容易に空気中で高効率なフォトン・アップコンバージョンを得ることが出来る。. |
| 44. | Taku Ogawa, Masanori Hosoyamada, Brett Yurash, Thus-Quyen Nguyen,* Nobuhiro Yanai,* and Nobuo Kimizuka*, Donor-Acceptor-Collector Ternary Crystalline Films for Efficient Solid-State Photon Upconversion, JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 10.1021/jacs.8b04542, 140, 28, 8788-8796, 2018.07, 高効率なフォトン・アップコンバージョンを得るうえで、発光体（アクセプター）から増感剤（ドナー）への逆エネルギー移動をいかに阻害するか、ということが重要な課題であった。本研究においてドナー、アクセプターに加えて第三成分として高い蛍光量子収率を示すコレクターを導入することにより、コレクターからドナーへの逆エネルギー移動を抑制し、高効率なフォトン・アップコンバージョン材料を得ることに成功した。. |
| 45. | Masanori Hosoyamada, Nobuhiro Yanai, Keisuke Okumura, Takayuki Uchihashi, and Nobuo Kimizuka, Translating MOF chemistry into supramolecular chemistry: soluble coordination nanofibers showing efficient photon upconversion, Chem. Commun., 10.1039/C8CC01594E, 2018.04, [URL]. |
| 46. | Taku Ogawa, Nobuhiro Yanai, Saiya Fujiwara, Thus-Quyen Thai Nguyen, and Nobuo Kimizuka, Aggregation-free Sensitizer Dispersion in Rigid Ionic Crystals for Efficient Solid-State Photon Upconversion and Demonstration of Defect Effects, J. Mater. Chem. C, 6, 5609-5615, 2018.04, [URL]. |
| 47. | Marleen Haring, Alex Abramov, Keisuke Okumura, Indrajit Ghosh, Burkhard Konig, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, and David Diaz Diaz, Air-sensitive Photoredox Catalysis Performed under Aerobic Conditions in Gel Networks, J. Org. Chem., 10.1021/acs.joc.8b00797, 2018.04, [URL]. |
| 48. | Kazuma Mase, Yoichi Sasaki, Yoshimitsu Sagara, Nobuyuki Tamaoki, Christoph Weder, Nobuhiro Yanai, and Nobuo Kimizuka, Stimuli-Responsive Dual-color Photon Upconversion: an S-T Absorption Sensitizer in a Soft Luminescent Cyclophane, Angew. Chem. Int. Ed. , 57, 2806-2810, 2018.02, [URL], 近年、三重項-三重項消滅に基づくフォトン・アップコンバージョン (TTA-UC) の新たな展開として、外部刺激による発光スイッチングが注目されている。しかし、これまでの研究報告例は発光のON/OFFスイッチングに限られており、UC発光色を可逆的に変化させた例は無かった。UC発光色のスイッチングが容易でない理由として、次の二点があげられる。まず、外部刺激によって相互に変換可能な二種類の秩序構造を分子が形成でき、それぞれの秩序構造内で三重項エネルギー拡散が起きる必要がある点、次に秩序構造変化に伴い発光が長波長シフトしても、励起波長とUC発光波長の差 (アンチストークスシフト) が十分に確保できる点である。この二点を満たす系の構築を目指し、室温で二種類の秩序構造を示すシクロファン1を、三重項増感剤として基底一重項から励起三重項への直接S-T吸収が可能なOs錯体と融合させた。 シクロファン 1 は、結晶相 (G-form：緑色発光) と、高温で現れるネマチック相を急冷することで得られる過冷却ネマチック相 (Y-form：黄色発光)をそれぞれ室温で形成し、熱刺激により相互に変換することができる。そこで、項間交差によるエネルギー損失のないS-T吸収を示すOs錯体を用いて1の三重項励起状態を増感することで、G-formだけでなく、より長波長領域に発光を示すY-formにおいてもTTA-UC発光を観測することに成功した。すなわち、UC発光色を熱刺激により可逆的にスイッチングすることに初めて成功した。. |
| 49. | Shogo Amemori, Rakesh Kumar Gupta, Marcus Leo Bohm, James Xiao, Uyen Huynh, Tomoki Oyama, Kenji Kaneko, Akshay Rao, Nobuhiro Yanai, and Nobuo Kimizuka, Hybridizing semiconductor nanocrystals with metal-organic frameworks for visible and near-infrared photon upconversion, Dalton Trans., 10.1039/C7DT04794K, 2018.02, [URL]. |
| 50. | Daisuke Kichise, Kazuma Mase, Shigenori Fujikawa, Nobuhiro Yanai, and Nobuo Kimizuka, Specific Uniaxial Self-assembly of Columnar Perylene Liquid Crystals in Au Nanofin Arrays, Chem. Lett., 47, 354-357, 2018.01, [URL]. |
| 51. | Hisanori Nagatomi, Nobuhiro Yanai, Teppei Yamada, Kanji Shiraishi, and Nobuo Kimizuka, Synthesis and Electric Properties of a Two-Dimensional Metal-Organic Framework based on Phthalocyanine, Chem.-Eur. J., 24, 1806-1810, 2018.01, [URL]. |
| 52. | Daisuke Kichise, Kazuma Mase, Shigenori Fujikawa, Nobuhiro Yanai, and Nobuo Kimizuka, Specific Uniaxial Self-assembly of Columnar Perylene Liquid Crystals in Au Nanofin Arrays, Chem. Lett., 47, 354-357, 2018.01, [URL]. |
| 53. | Angelo Monguzzi, Marco Ballabio, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Daniele Fazzi, Marcello Campione, and Francesco Meinardi, Highly Fluorescent Metal-Organic-Framework Nanocomposites for Photonic Applications, Nano Lett., 18, 528-534, 2017.12, [URL]. |
| 54. | aku Ogawa, Nobuhiro Yanai, Hironori Kouno, and Nobuo Kimizuka, Kinetically controlled crystal growth approach to enhance triplet energy migration-based photon upconversion, J. Photon. Energy, 8, 022003, 2017.11, [URL]. |
| 55. | Hisanori Nagatomi, Nobuhiro Yanai and Nobuo Kimizuka, Reentrant Gel-Sol-Gel Transition of a Lipophilic Co(II) Coordination Polymer, Chem. Lett., 47, 97-99, 2017.11, [URL]. |
| 56. | Shota Hisamitsu, Nobuhiro Yanai, Hironori Kouno, Eisuke Magome, Masaya Matsuki, Teppei Yamada, Angelo Monguzzi, and Nobuo Kimizuka, Two-dimensional structural ordering in a chromophoric ionic liquid for triplet energy migration-based photon upconversion, Phys. Chem. Chem. Phys., 20, 3233-3240, 2017.11, [URL]. |
| 57. | Nobuhiro Yanai and Nobuo Kimizuka, New Triplet Sensitization Routes for Photon Upconversion: Thermally Activated Delayed Fluorescence Molecules, Inorganic Nanocrystals, and Singlet-to-Triplet Absorption, Acc. Chem. Res., 50, 2487-2495, 2017.09, [URL]. |
| 58. | Keisuke Okumura, Masaya Matsuki, Teppei Yamada, Nobuhiro Yanai and Nobuo Kimizuka, Sensitizer-Free Photon Upconversion in Single-Component Brominated Aromatic Crystals, ChemistrySelect, 2, 7597-7601, 2017.08, [URL]. |
| 59. | Kazuma Mase, Keisuke Okumura, Nobuhiro Yanai and Nobuo Kimizuka, Triplet Sensitization by Perovskite Nanocrystals for Photon Upconversion, Chem. Commun., 10.1039/C7CC03087H, 53, 8261-8264, 2017.06, [URL], フォトン・アップコンバージョンの課題の一つに、三重項増感剤の系間交差によるエネルギーロスが原因でアンチストークスシフトの幅が狭まってしまうという問題があった。そこで鉛ハライドペロブスカイトを三重項増感剤として利用し、太陽光程度の非常に低強度の励起光でフォトン・アップコンバージョンを達成することに成功した。中でも、ペロブスカイトの表面に有機分子を修飾することが三重項エネルギー移動に非常に重要であるという基本的な設計指針を見出すことが出来た。. |
| 60. | Yoichi Sasaki, Shogo Amemori, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Hironori Kouno, Near infrared-to-blue photon upconversion by exploiting direct S-T absorption of a molecular sensitizer, J. Mater. Chem. C, 10.1039/C7TC00827A, 2017.05, [URL]. |
| 61. | DUAN PENGFEI, Deepak Asthana, Takuya Nakashima, Tsuyoshi Kawai, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, All-or-None Switching of Photon Upconversion in Self-Assembled Organogel Systems, Faraday Discussions, 10.1039/C6FD00170J, 196, 305-316, 2016.07, [URL]. |
| 62. | Shogo Amemori, Yoichi Sasaki, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Near Infrared-to-Visible Photon Upconversion Sensitized by a Metal Complex with Spin-Forbidden yet Strong S0-T1 Absorption, J. Am. Chem. Soc., 10.1021/jacs.6b04692, 138, 8702-8705, 2016.06, [URL]. |
| 63. | Hironori Kouno, Taku Ogawa, Shogo Amemori, Prasenjit Mahato, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Triplet energy migration-based photon upconversion by amphiphilic molecular assemblies in aerated water, Chem. Sci., 10.1039/C6SC01047D, 2016.04, [URL]. |
| 64. | Keisuke Okumura, Kazuma Mase, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Employing Core-Shell Quantum Dots as Triplet Sensitizer for Photon Upconversion, Chem.-Eur. J., 10.1002/chem.20160998, 2016.04, [URL]. |
| 65. | Nobuhiro Yanai, Mariko Kozue, Shogo Amemori, Kabe Ryota, CHIHAYA ADACHI, Nobuo Kimizuka, Increased Vis-to-UV upconversion performance by energy level matching between a TADF donor and high triplet energy acceptors, J. Mater. Chem. C, 10.1039/C6TC01816E, 4, 6447-6451, 2016.04, [URL]. |
| 66. | Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Recent emergence of photon upconversion based on triplet energy migration in molecular assemblies, Chem. Commun., 22, 2060-2067, 2016.03, [URL]. |
| 67. | Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Masa-aki Morikawa, Photon Upconversion and Molecular Solar Energy Storage by Maximizing the Potential of Molecular Self-Assembly, Langmuir, 10.1021/acs.langmuir.6b03363, 32, 12304-12322, 2016.03, [URL]. |
| 68. | Masanori Hosoyamada, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Molecularly Dispersed Donors in Acceptor Molecular Crystals for Photon Upconversion under Low Excitation Intensity, Chem.-Eur. J., 22, 2060-2067, 2016.01. |
| 69. | Shogo Amemori, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Metallonaphthalocyanines as triplet sensitizers for near-infrared photon upconversion beyond 850 nm, Physical Chemistry Chemical Physics, 17, 22557-22560, 2015.08, [URL], In triplet–triplet annihilation-based photon upconversion (TTA-UC), the utilization of near-infrared (NIR) light with a wavelength longer than 850 nm remains an outstanding issue. We realized this by employing metallonaphthalocyanines as triplet sensitizers; upon excitation of NIR light (856 nm), upconverted emission was observed in the visible range with remarkable photostability.. |
| 70. | Shota Hisamitsu, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Photon-Upconverting Ionic Liquids: Effective Triplet Energy Migration in Contiguous Ionic Chromophore Arrays, Angew. Chem., Int. Ed., 54, 11550-11554, 2015.08, 低エネルギーの光を高エネルギーの光に変換する技術であるフォトン・アップコンバージョンの実用化に不可欠な、太陽光程度の弱い光で効率を最大化する有機―無機複合材料を世界で初めて開発しました。我々は既に分子組織化を利用し溶液中で高効率なアップコンバージョンに成功していましたが、そこで困難であった溶媒を含まない固体中での高効率化に今回成功しました。フォトン・アップコンバージョンは、太陽電池や人工光合成の効率を飛躍的に向上するなどの再生可能エネルギー技術への応用が期待されており、学術的のみならず産業的にも大きな波及効果をもたらす成果です。. |
| 71. | Taku Ogawa, Nobuhiro Yanai, Angelo Monguzzi, Nobuo Kimizuka, Highly Efficient Photon Upconversion in Self-Assembled Light-Harvesting Molecular Systems, Scientific Reports, 5, 10882, 2015.06, [URL], エネルギーの光を高エネルギーの光に変換する技術のフォトン・アップコンバージョンの実用化に必要な、高効率で、太陽光などの弱い光でも機能し、空気中で安定である条件を満たす分子組織体を世界で初めて開発しました。 フォトン・アップコンバージョンは、これまで利用できなかった弱いエネルギーの光を利用可能にする技術であり、太陽電池や人工光合成の効率を飛躍的に向上するなどの、再生可能エネルギー技術への応用が期待されます。. |
| 72. | Shota Hisamitsu, Nobuhiro Yanai, Shigenri Fujikawa, Nobuo Kimizuka, Photoinduced Crystallization in Ionic Liquids: Photodimerization-induced Equilibrium Shift and Crystal Patterning, Chemistry Letters, 7, 908-910, 2015.05, [URL], An ionic liquid (IL) composed of 9–anthracene carboxylate anion and ammonium cation possessing three diethylene glycol chains shows photo–triggered dimerization of anthracence chromophores. It causes segregation and crystallization of protonated 9–anthracene carboxylic acid dimer, which is associated with the concurrent liberation of the free amine in the IL. This work provides a new molecular design for photoresponsive ILs, whose first application for site–selective photo–patterning is demonstrated.. |
| 73. | DUAN PENGFEI, Nobuhiro Yanai, Yuki Kurashige, Nobuo Kimizuka, Aggregation-Induced Photon Upconversion through Control of theTriplet Energy Landscapes of the Solution and Solid States, Angew. Chem. Int. Ed., 54, 7554-7549, 2015.05, [URL], Aggregation-induced photon upconversion (iPUC) based on control of the triplet energy landscape is demonstrated for the first time. When a triplet state of a cyano-substituted 1,4-distyrylbenzene derivative is sensitized in solution, no upconverted emission based on triplet–triplet annihilation (TTA) was observed. In stark contrast, crystalline solids obtained by drying the solution revealed clear upconverted emission. Theoretical studies unveiled an underlying switching mechanism: the excited triplets in solution immediately decay back to the ground state through conformational twisting around a C[DOUBLE BOND]C bond and photoisomerization, whereas this deactivation path is effectively inhibited in the solid state. The finding of iPUC phenomena highlights the importance of controlling excited energy landscapes in condensed molecular systems.. |
| 74. | DUAN PENGFEI, Nobuhiro Yanai, Hisanori Nagatomi, Nobuo Kimizuka, Photon Upconversion in Supramolecular Gel Matrixes: Spontaneous Accumulation of Light-Harvesting Donor-Acceptor Arrays in Nanofibers and Acquired Air Stability, JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 10.1021/ja511061h, 137, 5, 1887-1894, 2015.02, [URL], 三重項―三重項消滅を利用したフォトン・アップコンバージョン（TTA-UC）はエネルギーからバイオまで幅広い分野での応用が期待されているが、励起三重項が空気中の酸素によって消光されてしまう致命的な問題を有する。今回我々は、超分子ゲルファイバー中に色素分子を高密度に自己組織化させれば、大気下においてもTTA-UCを発現できることを見いだしたので報告する(Figure 1)。超分子ゲルを形成する際にドナー、アクセプターを加えておくだけで空気中においてTTA-UCを観測できた。また、色素の種類を変えることで近赤外光から可視光、赤色光から緑色光、緑色光から青色光、可視光から紫外光への波長変換を達成した。. |
| 75. | DUAN PENGFEI, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, A Bis-Cyclometalated Iridium Complex as a Benchmark Sensitizer for Efficient Visible-to-UV Photon Upconversion, Chem. Commun., 10.1039/c4cc05718j, 50, 13111-13113, 2014.10, [URL], 可視光から紫外光領域への三重項-三重項消滅機構によるフォトンアップコンバージョン（TTA-UC）は、光触媒の高効率化をはじめ多くの応用が期待されるが、効率の低さが問題となっている。この原因として、ドナーならびにアクセプター分子の三重項エネルギー準位を制御する方法論が確立されていないことや、低いアクセプターの発光量子収率が挙げられる。本研究ではこの領域におけるUC効率の向上を目指し、新規アクセプター分子の設計・合成を行った。 紫外域に発光を持ち、高い発光量子収率を示すアクセプターとしてスチルベン誘導体を合成し、UCを検討した。445 nmの波長で励起したところ355 nm に明確なUC発光が観測され、その効率は1.4%とこれまでで最も高い値であった。. |
| 76. | DUAN PENGFEI, Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Photon Upconverting Liquids : Matrix-Free Molecular Upconversion Systems Functioning in Air, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 19056-19059, 10.1021/ja411316s, 135, 19056-19059, 2013.12, [URL], 低エネルギーの光を高エネルギーの光に変換する機能を有する“フォトン・アップコンバージョン”液体システムを世界で初めて開発した．従来のアップコンバージョン技術が抱えていた①空気中（酸素の存在下）で機能しない，②揮発性の有機溶媒を用いる，③短い励起寿命の間に２つの励起分子が拡散衝突する必要がある などの問題を一挙に解決するものであり，学術的にも応用的にも大きなインパクトを与える画期的な成果である．. |
| 77. | Melinda Sindoro, Nobuhiro Yanai, Ah-Young Jee, Steve Granick, Collidal-sized Metal-Organic Frameworks: Synthesis and Applications, Acc. Chem. Res., 10.1021/ar400151n, 47, 459-469, 2013.12, Colloidal metalorganic frameworks (CMOFs), nanoporous colloidal-sized crystals that are uniform in both size and polyhedral shape, are crystals composed of metal ions and organic bridging ligands, which can be used as building blocks for self-assembly in organic and aqueous liquids. They stand in contrast to conventional metalorganic frameworks (MOFs), which scientists normally study in the form of bulk crystalline powders. However, powder MOFs generally have random crystal size and shape and therefore do not possess either a definite mutual arrangement with adjacent particles or uniformity. CMOFs do have this quality, which can be important in vital uptake and release kinetics. In this Account, we present the diverse methods of synthesis, pore chemistry control, surface modification, and assembly techniques of CMOFs. In addition, we survey recent achievements and future applications in this emerging field. There is potential for a paradigm shift, away from using just bulk crystalline powders, towards using particles whose size and shape are regulated. The concept of colloidal MOFs takes into account that nanoporous MOFs, conventionally prepared in the form of bulk crystalline powders with random crystal size, shape, and orientation, may also form colloidal-sized objects with uniform size and morphology. Furthermore, the traditional MOF functions that depend on porosity present additional control over those MOF functions that depend on pore interactions. They also can enable controlled spatial arrangements between neighboring particles. To begin, we discuss progress regarding synthesis of MOF nano- and microcrystals whose crystal size and shape are well regulated. Next, we review the methods to modify the surfaces with dye molecules and polymers. Dyes are useful when seeking to observe nonluminescent CMOFs in situ by optical microscopy, while polymers are useful to tune their interparticle interactions. Third, we discuss criteria to assess the stability of CMOFs for various applications. In another section of this Account, we give examples of supracrystal assembly in liquid, on substrates, at interfaces, and under external electric fields. We end this Account with discussion of possible future developments, both conceptual and technological.. |
| 78. | Hirotaka Ejima, Nobuhiro Yanai, James P. Best, Melinda Sindoro, Steve Granick, Frank Caruso, Near-Incompressible Faceted Polymer Microcapsules from Metal-Organic Framework Templates, Advanced Materials, 10.1002/adma.201302442, 25, 5767-5771, 2013.08, Faceted polymer microcapsules are prepared from metal-organic framework (MOF) templates. The MOF templates are removable under mild aqueous conditions. The obtained microcapsules are stiffer than their spherical counterparts, reflecting the near-incompressibility of the facet edges, and indicating that the faceting might be a useful strategy for controlling the mechanical properties of polymer microcapsules.. |
| 79. | Takashi Uemura, Gosuke Washino, Yanai Nobuhiro, Susumu Kitagawa, Controlled Encapsulation of Photo-Responsive Macromolecules in Porous Coodination Polymer, Chem. Lett., 42, 222-223, Editor's Choice, 2013.02. |
| 80. | Yanai Nobuhiro, Melinda Sindoro, Jing Yan, Steve Granick, Electric Field-Induced Assembly of Monodisperse Polyhedral Metal-Organic Framework Crystals, J. Am. Chem. Soc., 135, 34-37, 2013.01, 多孔性金属錯体のマイクロ結晶を電場をかけることにより配向を制御して集積化し、超結晶構造を形成することに成功した。大面積で結晶の配向を制御する簡易かつ効果的な方法論となりうる。また電場下での多面体粒子の集合を初めて明らかにしたため、コロイド自己集合の分野に新たな領域をもたらした。. |
| 81. | Yanai Nobuhiro, Takashi Uemura, Susumu Kitagawa, Behavior of Binary Guests in a Porous Coordination Polymer, Chem. Mater., 24, 4744-4749, 2012.12. |
主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等
| 1. | 井上魅紅・折橋 佳奈・楊井伸浩, 色素集積に基づくスピン機能の創出, 超分子研究会アニュアルレビュー, 2023, 44, 6-7, 2034.03. |
| 2. | 濵地智之・楊井伸浩, 光励起三重項を用いた生体分子の核スピン高偏極化, BULLETIN OF THE NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SOCIETY OF JAPAN, 13, 2, 98-107, 2034.02. |
| 3. | 西村亘生・楊井伸浩, 光励起三重項による超核偏極に向けた材料開発, まぐね, 2021.01. |
| 4. | Nobuhiro Yanai, Nobuo Kimizuka, Stimuli‐Responsive Molecular Photon Upconversion, Angew. Chem. Int. Ed., 10.1002/anie.202001325, 2020.06, [URL]. |
| 5. | Biplab Joarder, Nobuhiro Yanai,* and Nobuo Kimizuka*, Solid-State Photon Upconversion Materials: Structural Integrity and Triplet/Singlet Dual Energy Migration, J. Phys. Chem. Lett. , 2018, 9, 4613-4624, 2018.07. |
| 6. | Pankaj Bharmoria, Nobuhiro Yanai,* and Nobuo Kimizuka*, Recent Progress in Photon Upconverting Gels, Gels, 2019.05. |
| 7. | 楊井 伸浩, 君塚 信夫, 分子系フォトンアップコンバージョン材料の新戦略, 応用物理, 2017.04. |
| 8. | 楊井 伸浩, 君塚 信夫, 分子集積系におけるフォトン・アップコンバージョン, 光化学, 2015.12. |
| 9. | 楊井 伸浩, 錯体結晶をコロイド・界面化学する：超結晶集積化とアップコンバージョン, C&I Commun, 2015.07. |
| 10. | 楊井 伸浩, 君塚 信夫, 分子の自己組織化とフォトン・アップコンバージョン, 高分子, 2015.07. |
| 11. | 楊井 伸浩, 君塚 信夫, 配位高分子によるナノ・マイクロ粒子の形成，集積制御および機能, 高分子論文集, 2013.06, 架橋性の多官能性配位子と金属イオンを溶媒中で混合すると，無限ネットワーク構造を有する配位高分子が得られる．この配位高分子は構成要素の組合せに依存して結晶性やアモルファス構造を与え，さまざまな物性・機能を示す．とりわけ配位ネットワークの示すホスト–ゲスト機能，すなわちゲスト分子の包接現象が注目されており，あらかじめ構築された結晶性ナノ多孔性構造へのガスや低分子の吸着，アモルファスネットワークの形成過程におけるアダプティブなナノ物質の包接など，幅広いゲスト物質をターゲットとした新しい方法論が展開されつつある．これらの配位高分子を，ナノ～マイクロメートルのサイズ領域で精密に構造制御することによって，新たな機能の発現や応用展開が期待できる．本報では配位高分子を微粒子化する方法論と，その微粒子の集積制御法，ならびに包接現象に基づく機能化について紹介する．. |
主要学会発表等
| 1. | Nobuhiro Yanai, Toward quantum sensing in MOFs, MOF webinar, 2024.04. |
| 2. | 楊井 伸浩, トリプレット超核偏極の実用化に向けた偏極源開発, 第2回DNP研究会, 2024.03. |
| 3. | 楊井 伸浩, フォトン・アップコンバージョン材料の基礎と事業化展開, 技術情報協会, 2024.03. |
| 4. | Nobuhiro Yanai, Photo-excited molecular materials with energy and spin conversions, Universitat Politècnica de Catalunya · Barcelona Tech, 2024.03. |
| 5. | Nobuhiro Yanai, Singlet Fission and Photon Upconversion in Chromophore Assemblies, MATSUS Spring 2024 Conference, 2024.03. |
| 6. | Nobuhiro Yanai, Materials Chemistry for Dynamic Nuclear Polarization and Quantum Sensing, University of Oxford, 2024.03. |
| 7. | Nobuhiro Yanai, Coordination chemistry for photon upconversion, nuclear hyperpolarization, and quantum sensing, 9th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC9), 2024.02, [URL]. |
| 8. | Nobuhiro Yanai, Materials Chemistry for Optical Spin Polarization, 2024 ICReDD Symposium, 2024.01. |
| 9. | 楊井 伸浩, 錯体を用いたフォトン・アップコンバージョンとスピン偏極, 第5回錯体化学会フロンティアセミナー, 2023.12. |
| 10. | Nobuhiro Yanai, Materials chemistry of photo-excited triplet for photon upconversion and nuclear hyperpolarization, NYUAD Chemistry Seminar Series, 2023.12. |
| 11. | Nobuhiro Yanai, Monitoring and Control of Biological Systems Using Photo-excited Triplet, 4th International Conference on Photopharmacology, 2023.11. |
| 12. | 楊井 伸浩, 量子の時代における材料化学者の挑戦, 第1回未来物質領域セミナー, 2023.11. |
| 13. | Nobuhiro Yanai, Spin polarization in chromophore assemblies, Symposium on Manipulation and Measurement of Multiple Spin Quantum Systems at SEST 2023, 2023.11. |
| 14. | 楊井 伸浩, 量子の時代における結晶材料の挑戦, 第8回有機結晶プレシンポジウム, 2023.11. |
| 15. | 楊井 伸浩, 三重項を利用するフォトンアップコンバージョンシステムの設計, 第13回 CSJ化学フェスタ2023, 2023.10. |
| 16. | Nobuhiro Yanai, Optical spin polarization in chromophore assemblies, Optical Probes 2023, 2023.09. |
| 17. | Nobuhiro Yanai, Optical spin polarization in chromophore assemblies, University of Sheffield, 2023.09. |
| 18. | 楊井 伸浩, 光励起三重項の機能化学, 合成生物化学専攻セミナ, 2023.07. |
| 19. | 楊井 伸浩, 三重項－三重項消滅に基づくアップコンバージョン材料の開発, 有機EL討論会第36回例会, 2023.06. |
| 20. | 楊井 伸浩, トリプレット超核偏極の材料化学と生体関連分子への適用, 量子生命科学会第5回大会, 2023.05. |
| 21. | Nobuhiro Yanai, Triplet Dynamic Nuclear Polarization: Recent Progress in Materials and Applications, Global NMR Discussion Meetings, 2023.05. |
| 22. | 楊井 伸浩, Exploring spin functions in metal–organic frameworks, アジア国際シンポジウム―無機化学ディビジョン ／錯体化学・有機金属化学ディビジョン― 日本化学会 第103 春季年会, 2023.03. |
| 23. | 楊井 伸浩, 可視光から紫外光へのフォトン・アップコンバージョン, 日本化学会 第103 春季年会, 2023.03. |
| 24. | 楊井 伸浩, フォトン・アップコンバージョン ～原理・評価法から色素・材料の設計指針、応用と最近の展開まで～, 株式会社情報機構 オンラインセミナー, 2023.02. |
| 25. | 楊井 伸浩, Photon upconverting molecular materials, 産研国際シンポジウム, 2023.01. |
| 26. | 楊井 伸浩, 分子性材料の光励起三重項を用いたスピン機能, 未来材料セミナー, 2022.12. |
| 27. | 楊井 伸浩, 光励起三重項の機能化学, 分子工学コロキウム, 2022.11. |
| 28. | Nobuhiro Yanai, New chromophores and assemblies showing photon upconversion and singlet fission, The 3rd International Symposium on Singlet Fission and Photon Fusion (ISPF2), 2022.10. |
| 29. | 楊井 伸浩, トリプレットを用いた生体関連分子の超核偏極, 第 22 回若手 NMR 研究会, 2022.09. |
| 30. | 楊井 伸浩, 分子性材料ならではの光機能発現を目指して, 有機合成化学協会九州山口支部 第34回若手研究者のためのセミナー, 2022.08. |
| 31. | 楊井 伸浩, Triplet Dynamic Nuclear Polarization of Bio-relevant Molecules, SPIN CHEMISTRY MEETING 2022, 2022.08. |
| 32. | 楊井 伸浩, Molecular Materials as Photon Converters, Gordon Research Conference on Electron Donor-Acceptor Interactions, 2022.08. |
| 33. | 楊井 伸浩, MOF中における量子機能の探索, 九州錯体化学懇談会, 2022.07. |
| 34. | 楊井 伸浩, トリプレット超核偏極の材料化学：新偏極源と偏極対象拡大, DNP研究会, 2022.07. |
| 35. | 楊井 伸浩, 励起三重項を用いた光・スピン変換機能, 第2回生体内超分子システム研究会, 2022.07. |
| 36. | 楊井 伸浩, Upconverting sunlight and room light to UV light, 6th MSE Symposium in Advanced Materials and Catalysis, 2022.05. |
| 37. | 楊井 伸浩, 太陽光・室内光のアップコンバージョンによる紫外光発生, 高分子同友会, 2022.05. |
| 38. | 楊井 伸浩, トリプレット超核偏極における材料化学的アプローチ, よこはまNMR研究会, 2022.03. |
| 39. | 楊井 伸浩, 光励起三重項のテンプレートロジーに向けて, 日本化学会第102 春季年会, 2022.03. |
| 40. | 楊井 伸浩, 太陽光・室内光を紫外光へアップコンバージョンする, 有機エレクトロニクス材料研究会, 2022.02. |
| 41. | 楊井 伸浩, Functional chemistry of triplet state: photon upconversion and hyperpolarization, Dept. of Chemistry, University at Albany, SUNY, 2022.02. |
| 42. | 楊井 伸浩, Near-infrared-to-visible photon upconversion based on S-T absorption, Pacifichem 2021, 2021.12. |
| 43. | 楊井 伸浩, Materials chemistry of triplet dynamic nuclear polarization, Pacifichem 2021, 2021.12. |
| 44. | 楊井 伸浩, Control of exciton dynamics for efficient photon upconversion in solid materials, 2021 MRS Fall Meeting & Exhibit, 2021.12. |
| 45. | 楊井 伸浩, 分子性固体材料におけるトリプレットの活用, 物性研短期研究会「分子性固体研究の拡がり：新物質と新現象」, 2021.12. |
| 46. | 楊井 伸浩, New materials for efficient photon upconversion at low excitation intensity, The 4th Workshop of Reaction Infography, 2021.11. |
| 47. | 楊井 伸浩, トリプレット超核偏極の材料化学, 量子生命科学会第３回大会, 2021.09. |
| 48. | 楊井 伸浩, 励起三重項の機能化学, 大阪市立大学大学院工学研究科セミナー, 2021.06. |
| 49. | 楊井 伸浩, Upconverting sunlight and indoor light to create UV light, MSDE Symposium 2021: Frontiers in Molecular Engineering, 2021.06. |
| 50. | 楊井 伸浩, Challenging Photon Upconversion Enabled by New Dye Development, 11th Asian Photochemistry Conference (APC 2021), 2021.11. |
| 51. | 楊井 伸浩, 分子系フォトン・アップコンバージョンの原理と新展開, フォトニクスポリマー研究会, 2021.06. |
| 52. | 楊井 伸浩, 太陽光や室内LEDで駆動する可視光から紫外光へのアップコンバージョン, 第383回蛍光体同学会講演会, 2021.05. |
| 53. | 楊井 伸浩, トリプレット超核偏極の材料化学, ATI水和ナノ構造研究会, 2021.04. |
| 54. | 楊井 伸浩, 分子性フォトン・アップコンバージョン材料, 強光子場科学研究懇談会, 2021.04. |
| 55. | 楊井 伸浩, Solving Challenging Problems in Visible-to-UV and NIR-to-Visible Photon Upconversion by Developing New Dyes, nanoGe Spring Meeting, 2021.03, Photon upconversion from visible to ultraviolet (UV) light was inefficient, and photon upconversion from near-infrared (NIR) to visible light was difficult. We show how the development of new dyes has overcome these application-relevant issues. The discovery of a new excellent UV emitter, TIPS-naphthalene, has enabled the highest visible-to-UV upconversion efficiency of 20.5%. In addition, the threshold excitation intensity is lower than the solar irradiance, and UV light can be generated even from sunlight or desk LED lights. NIR-to-visible upconversion has been difficult due to the energy loss caused by the intersystem crossing (ISC) of triplet sensitizers, but by using Os complexes that show S-T absorption, which essentially contains no energy loss of ISC, it has become possible to convert from NIR to yellow, blue, and even violet light with good efficiencies.. |
| 56. | 楊井 伸浩, Materials chemistry of triplet dynamic nuclear polarization, The 3rd International Forum on Quantum Metrology and Sensing (IFQMS), 2020.12. |
| 57. | 楊井 伸浩, トリプレットの機能化学：フォトン・アップコンバージョンと超核偏極, 第5回有機若手ワークショップ, 2020.11. |
| 58. | 楊井 伸浩, Photon Upconversion and Triplet Dynamic Nuclear Polarization in MOFs, PRiME 2020 Meeting, 2020.10. |
| 59. | 楊井 伸浩, 薩長同盟的光機能性材料開発, 第10回CSJ化学フェスタ2020, 2020.10. |
| 60. | 楊井 伸浩, NIR-to-Visible Photon Upconversion for Applications in Energy and Biology, Japan-Taiwan Young Scientists Polymer Symposium, 第69回高分子討論会, 2020.09. |
| 61. | 楊井 伸浩, Materials Chemistry of triplet-DNP, Weekly ssNMR/DNP Zoominar, 2020.07, [URL], Dynamic nuclear polarization with photo-excited triplet electrons (triplet-DNP) has the potential to enhance the sensitivity of nuclear magnetic resonance (NMR) and magnetic resonance imaging (MRI) at a moderate temperature. While much efforts have been devoted to obtaining the large nuclear polarization based on triplet-DNP, the application of triplet-DNP has been limited to nuclear physics experiments. The recent introduction of materials chemistry into the field of triplet-DNP realizes the air-stable and water-soluble polarizing agents as well as the hyperpolarization of nanomaterials with a large surface area such as nanoporous metal-organic frameworks (MOFs) and nanocrystal dispersion in water.. |
| 62. | 楊井 伸浩, 機能性材料でエネルギー、バイオ分野に革新を：アップコンバージョンと超核偏極, ナイスステップな研究者２０１９講演会, 2020.07, [URL], 楊井氏は、分子が光により励起された三重項状態の興味深い特性を活かし、再生可能エネルギーからバイオロジー・医療まで幅広い分野に貢献しうる材料の開発を行っています。中でもフォトン・アップコンバージョンと超核偏極に関して従来困難であった機能発現を可能にし、その独創性は国内外から高い評価を受けています。 フォトン・アップコンバージョンとは長波長の低エネルギー光を短波長の高エネルギー光に変換する現象であり、これまで利用できなかった低エネルギー光（近赤外光など）を利用可能にすることで、太陽電池や光触媒などの効率を飛躍的に向上させるとして期待されています。太陽光のような弱い光をアップコンバージョンするには、分子の三重項―三重項消滅（TTA）を用いる機構が最も有力ですが、従来の研究ではTTAを起こすために分子の拡散・衝突を利用するため、揮発性の有機溶媒を使用する必要がある、溶存する酸素を厳密に除去する必要がある、などの問題がありました。楊井氏は従来の分子拡散・衝突ではなく、密に集積した分子間でのエネルギー拡散を利用するという発想の転換を提唱し、これらの問題を解決しました。有機溶媒を用いない固体中や水中での効率的なフォトン・アップコンバージョンを実現し、太陽電池や光触媒の効率向上に向けた道筋を示しました。 また、生体透過性の高い近赤外光を生体内で可視光へとアップコンバージョンすることにより、生体内でのイメージングや治療への応用が期待されています。従来はTTAにより近赤外光を可視光にアップコンバージョンすることが困難でしたが、楊井氏はエネルギーロスの少ない新しいメカニズムを開発することにより実現しました。この新メカニズムに基づき、水中で近赤外光を青色光にアップコンバージョンするゲルの開発に成功し、発生した青色光を脳神経細胞の遺伝子操作（オプトジェネティクス）へと利用することによって遺伝子機能を時空間的に制御することにも成功しました。今後は脳深部の神経細胞を遺伝子操作することにより、高次脳機能の解明への貢献が期待されます。 更に楊井氏は光励起三重項を用い、医療・化学分野で用いられる核磁気共鳴画像法（MRI）や核磁気共鳴（NMR）分光法の感度を大幅に向上しうる超核偏極法の開発に取り組んでいます。光励起三重項を用いることによって室温での高感度化が可能ですが、これまでの研究では主に密な結晶中でのみ高感度化が行われ、実際にMRIで観測したい生体分子を高感度化することは困難でした。楊井氏は生体分子を取り込むことが出来るナノ細孔を有する材料の室温高感度化や、水中における高感度化を初めて達成しました。今後は高感度化した生体分子を用いた超高感度なMRIがん診断などを通じ、量子と生命を化学で繋ぐ「量子生命化学」という新領域の創出に貢献すると期待されます。 楊井氏はこれらの研究を「光励起三重項の機能化学」という上位概念で捉えており、エネルギー、医療、量子技術など幅広い分野の革新に繋がっていくと期待されます。. |
| 63. | 楊井 伸浩, 長波長光を短波長光にアップコンバージョンする分子性材料の開発, 慶應義塾大学医学部眼科学教室 , 2020.06. |
| 64. | 楊井 伸浩, トリプレットの機能化学, ケムステバーチャルシンポジウム, 2020.05, [URL]. |
| 65. | 楊井 伸浩, Functional chemistry of triplet state, the SPIRITS international symposium – Shaping self-assembled mesoscale (bio)materials with microengineering, 2020.02. |
| 66. | 楊井 伸浩, 励起三重項の機能化学：アップコンバージョンと超核偏極, 関西学院大学大学院理工学研究科 パイスター分子制御による未来型物質返還研究拠点 2019年度公開シンポジウム, 2020.01. |
| 67. | 楊井 伸浩, Near infrared-to-blue photon upconversion for optogenetics, ISIPS2019, 2019.11. |
| 68. | 楊井 伸浩, トリプレット動的核偏極への材料化学的アプローチ, 日本物理学会2019年秋季大会, 2019.09. |
| 69. | 楊井 伸浩, Materials chemistry of photo-excited triplet state for dynamic nuclear polarization, 第57回日本生物物理学会年会, 2019.09. |
| 70. | 楊井 伸浩, Functional chemistry of triplet state, 化学と生命のかけはし 2019, 2019.07. |
| 71. | 楊井 伸浩, フォトン・アップコンバージョン, CCTワークショップ2019（一般財団法人石炭エネルギーセンター）, 2019.07. |
| 72. | 楊井 伸浩, Functional Chemistry of Photo-excited Triplet State: from Photon Upconversion to Dynamic Nuclear Polarization, 15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry (ISABC15), 2019.06. |
| 73. | 楊井 伸浩, Near Infrared-to-Visible Photon Upconversion, China-Japan-Singapore Joint Symposium on Supramolecular Systems and Optoelectronic Functions, 2019.06. |
| 74. | 楊井 伸浩, Near Infrared-to-Visible Photon Upconversion, China-Japan-Singapore Joint Symposium on Supramolecular Systems and Optoelectronic Functions, 2019.06. |
| 75. | 楊井 伸浩, NIR-to-Visible Photon Upconversion for Energy Applications, International Conference on Photocatalysis and Photoenergy 2019 (ICoPP 2019), 2019.05. |
| 76. | 楊井 伸浩, Making Triplet Dynamic Nuclear Polarization More Accessible and Feasible, 60th Experimental Nuclear Magnetic Resonance Conference (ENC 2019), 2019.04, 核磁気共鳴分光法（NMR）は、分子の構造や運動性を非破壊的に分析できる有力な手法の一つであり、磁気共鳴画像法（MRI）としても応用されている。しかし室温における核スピンの偏極率が低いため、NMRやMRIの感度は非常に低い。この問題を解決する方法として、より大きな電子スピンの偏極を核スピンへと移行する動的核偏極法（DNP）がある。中でも励起三重項電子を偏極源として用いるtriplet-DNPは、室温でNMRやMRIを高感度化できるとして注目を集めている。 従来のtriplet-DNPの対象は主に密な有機結晶に限られ、高感度化したい生体分子を取り込むことが難しかった。そこで生体分子を結晶内に取り込み高核偏極化することを指向し、triplet-DNPにより多孔性金属錯体（MOF）の1H核を高偏極化することに初めて成功した。また、これまでのtriplet-DNPの偏極源（ペンタセン）は空気中で不安定であったが、電子吸引性の窒素原子を導入したジアザペンタセン、ジアザテトラセンを合成し、空気中で安定な偏極源の開発に初めて成功した。. |
| 77. | 楊井 伸浩, フォトン・アップコンバージョン有機材料, 先端化学・材料技術部会 新素材分科会 講演会, 2019.03. |
| 78. | 楊井 伸浩, 励起三重項の機能化学：アップコンバージョンから超核偏極まで, 熊本大学工学部物質生命科学科, 2019.02. |
| 79. | 楊井 伸浩, Functional chemistry of excited triplet state in molecular assemblies, 国際ワークショップ「スピン自由度を利用した光機能性材料：合成・計測・理論のインタープレイ」, 2019.01. |
| 80. | 楊井 伸浩, Photon Upconverting Molecular Systems, Pusan National University, 2018.12. |
| 81. | 楊井 伸浩, Photon Upconversion in Molecular Assemblies, 10th Asian Photochemistry Conference (APC) 2018, 2018.12. |
| 82. | 楊井 伸浩, Molecular Materials for Photon Upconversion, ICPAC Langkawi 2018, 2018.10. |
| 83. | 楊井 伸浩, 励起三重項を機能化学する, 第50回構造有機化学若手の会夏の学校, 2018.08. |
| 84. | 楊井 伸浩, Photon Upconversion in Self-Assembled Molecular Materials, SPIE Optics + Photonics 2018, 2018.08. |
| 85. | 楊井 伸浩, 分子集積系における励起三重項の機能化学, 第6回慶應有機化学若手シンポジウム, 2018.05. |
| 86. | 楊井 伸浩, Photon Upconversion in Self-Assembled Molecular Systems, Spring Meeting of the Polymer Society of Korea, 2018.04. |
| 87. | 楊井 伸浩, Photon Upconversion in Self-Assembled Molecular Systems, Department of Chemistry, University of Liverpool, 2018.04. |
| 88. | 楊井 伸浩, Photonic Materials and Photon Upconversion, 日本化学会第98春季年会, 2018.03. |
| 89. | 楊井 伸浩, Near infrared-to-visible photon upconversion, 日本化学会第98春季年会, 2018.03. |
| 90. | 楊井 伸浩, フォトン・アップコンバージョンにおける次元性, 日本化学会第98春季年会, 2018.03. |
| 91. | 楊井 伸浩, Photon upconversion in condensed molecular systems, International Symposium on Energy Science and Technology 2018, 2018.01. |
| 92. | 楊井 伸浩, 分子集積化を基盤とする励起三重項の機能化学, 錯体化学若手の会北陸支部勉強会, 2017.12. |
| 93. | 楊井 伸浩, 近赤外光を可視光へとアップコンバージョンする分子性材料, 新技術説明会, 2017.12. |
| 94. | 楊井 伸浩, Coordination Chemistry for Photon Upconversion, 4th Japan-Canada Joint Symposium on Coordination Chemistry, 2017.11. |
| 95. | 楊井 伸浩, PHOTON UPCONVERSION IN MOLECULAR ASSEMBLIES, 第11回日中クラスター会議, 2017.10. |
| 96. | 楊井 伸浩, フォトン・アップコンバージョン分子技術の開拓, CSJフェスタ, 2017.10. |
| 97. | 楊井 伸浩, Photon upconversion toward enhancing renewable energy productions, The 9th Asian Conference on Organic Electronics (A-COE2017), 2017.10. |
| 98. | 楊井 伸浩, Photon Upconversion: Current Status and Future Challenges, The Seventh Chemical Sciences and Scoiety Summit (CS3), 2017.09. |
| 99. | 楊井 伸浩, Exotic Functions where Triplet State Plays a Key Role, 錯体化学会第67回討論会, 2017.09. |
| 100. | 楊井 伸浩, 分子系フォトン・アップコンバージョン：過去、現在、未来, 第8回 有機分子・バイオエレクトロニクスの未来を拓く若手研究者討論会, 2017.09. |
| 101. | 楊井 伸浩, 分子集積系における励起三重項の機能化学, 京都大学理学研究科化学専攻セミナー, 2017.09. |
| 102. | 楊井 伸浩, ネットワークに励起エネルギーを駆け巡らせる, 第88回高分子若手研究会 [関西], 2017.08. |
| 103. | 楊井 伸浩, Photon Upconverting Molecular and Hybrid Systems, International Symposium on Chemistry for Solar Energy Applications 2017 (C-SEA2017), 2017.08. |
| 104. | 楊井 伸浩, フォトン・アップコンバージョン材料：原理と新展開, ポリマーフロンティア21「有機エレクトロニクスを支える機能性材料」, 2017.06. |
| 105. | 楊井 伸浩, New Triplet Sensitization Routes for Photon Upconversion, The 4th China-Japan Joint Symposium on Inorganic and Nanomaterial Science, 2017.06. |
| 106. | 楊井 伸浩, 新たな三重項増感法に基づくフォトン・アップコンバージョン, 有機薄膜・デバイス・材料研究討論会, 2017.05. |
| 107. | 楊井 伸浩, フォトン･アップコンバージョン分子システムの開発, 第66回高分子学会年次大会, 2017.05. |
| 108. | 楊井 伸浩, フォトン・アップコンバージョン材料の新展開, 東工大物質理工学院応化系主催シンポジウム, 2017.03. |
| 109. | 楊井 伸浩, フォトン・アップコンバージョン分子技術の構築, 日本化学会第97春季年会, 2017.03. |
| 110. | 楊井 伸浩, フォトン・アップコンバージョン：原理、評価方法、最近の進展について, 有機エレクトロニクス研究会, 2017.02. |
| 111. | 楊井 伸浩, Photon Upconversion based on Triplet Energy Migration, RSC Inorganic Chemistry Symposium, 2016.10. |
| 112. | 楊井 伸浩, 異種分子集積で拓くアップコンバージョン機能, 関東高分子若手研究会ミニシンポジウム, 2016.09. |
| 113. | 楊井 伸浩, Photon Upconversion in Chromophore Arrays Preorganized by Coordination Chemistry, 第６６回錯体化学討論会, 2016.09. |
| 114. | 楊井 伸浩, 高効率・低励起光フォトン･アップコンバージョンを示すハイブリッド材料の創出, 日本セラミックス協会秋季シンポジウム, 2016.09. |
| 115. | 楊井 伸浩, Photon upconversion in self-assembled molecular systems, 分子研研究会「超機能分子の創成：合成、計測、数理が織りなす社会実装分子の戦略的設計と開発」, 2016.06. |
| 116. | 楊井 伸浩, Photon upconverting molecular assemblies, Japan-Taiwan Joint Seminar on Energy and Environment for Young Chemists, 2016.06. |
| 117. | 楊井 伸浩, フォトン･アップコンバージョン材料の新展開, 写真学会「第１３回光機能性材料セミナー」, 2016.06. |
| 118. | 楊井 伸浩, エネルギー拡散に基づくフォトン･アップコンバージョン, 光化学若手の会, 2016.06. |
| 119. | 楊井 伸浩, 三重項エネルギー・ランドスケープの制御に基づく新機能創出, 日本化学会 第96春季年会, 2016.03. |
| 120. | 楊井 伸浩, フォトン･アップコンバージョンを示す錯体システムの構築, 分子研研究会「金属錯体の非対称配位圏設計と異方集積化が拓く新物質創成科学」, 2016.03. |
| 121. | 楊井 伸浩, 分子集積化学に基づく高効率フォトン・アップコンバージョン, 東京大学化学生命工学専攻2015年度第2回談話会, 2015.12. |
| 122. | 楊井 伸浩, 分子集積系におけるフォトン･アップコンバージョン, 平成２７年度九州地区高分子若手研究会・冬の講演会, 2015.12. |
| 123. | 楊井 伸浩, 分子集積化学からフォトン・アップコンバージョン分野へ挑戦, ITbM Chemistry Workshop ~Symposium of Organic Chemistry~, 2015.10. |
| 124. | 楊井 伸浩, Photon Upconversion by Triplet Energy Migration in Molecular Assemblies, Seminar at Center for Plastic Electronics, 2015.10. |
| 125. | 楊井 伸浩, Photon Upconversion in Organic Nanomaterials, MNC2015, 2015.10. |
| 126. | 楊井 伸浩, Photon Upconversion by Triplet Energy Migration in Molecular Assemblies, Seminar at Cavendish laboratory, 2015.10. |
| 127. | 楊井 伸浩, フォトン･アップコンバージョンを示すソフトマテリアルの開発, 第二回放射光分析を用いたその場観察研究の最前線, 2015.09. |
| 128. | 楊井 伸浩, 分子集合体中の三重項拡散とフォトン・アップコンバージョン, 新学術領域「高次複合光応答」若手の会, 2015.08. |
| 129. | 楊井 伸浩, Supramolecular Systems for photon conversion technologies, China-Japan Joint Symposium on Functional Supramolecular Architectures, 2014.12. |
| 130. | 楊井 伸浩, 君塚 信夫, Photon Upconversion Meets Supramolecular Self-Assembly, IPC2014, 2014.12. |
| 131. | 楊井 伸浩, 久光 翔太, 君塚 信夫, フォトン・アップコンバージョンを示すイオン液体の創出, 【柔らかな分子系】第2回公開シンポジウム, 2014.11. |
| 132. | 楊井 伸浩, 分子を集めてフォトンをアップコンバートする, 熊本大学セミナー, 2014.10. |
| 133. | 楊井 伸浩, 小川 卓, Prasenjit Mahato, 君塚 信夫, 三重項―三重項消滅によるフォトン・アップコンバージョンを示す超分子システムの構築, 2014年光化学討論会, 2014.10. |
| 134. | 楊井 伸浩, 太陽光・空気中で機能する 高効率フォトン・アップコンバージョン技術, JST新技術説明会, 2014.10. |
| 135. | 楊井 伸浩, Prasenjit Mahato, 君塚 信夫, Photon Upconversion in MOFs, MOF2014, 2014.09. |
| 136. | 楊井 伸浩, Prasenjit Mahato, Angelo Monguzzi, 君塚 信夫, 規則配列したπ電子系おける三重項エネルギーの高速移動とフォトン・アップコンバージョン, 第63回高分子討論会, 2014.09. |
| 137. | 楊井 伸浩, 分子集合体中における 三重項エネルギーマイグレーション, 新学術領域「柔らかな分子系」第 5回 ワークショップ, 2014.09. |
| 138. | 楊井 伸浩, フォトン・アップコンバージョン液晶, 液晶若手シンポジウム, 2014.09. |
| 139. | 楊井 伸浩, Prasenjit Mahato, Angelo Monguzzi, 君塚 信夫, Photon Upconversion in Self-Assembled Molecular Systems, IUMRS-ICA2014, 2014.08. |
| 140. | 楊井 伸浩, フォトン・アップコンバージョン分子システムの開発, 光化学若手の会, 2014.06. |
| 141. | 楊井 伸浩, 小川 卓, 君塚 信夫, フォトン・アップコンバージョンを示す超分子集合体の構築, 第63回高分子学会年次大会, 2014.05. |
| 142. | 楊井 伸浩, DUAN PENGFEI, Prasenjit Mahato, Angelo Monguzzi, 君塚 信夫, Triplet Exciton Migration and Photon Upconversion in Self-Assembled Molecular Systems, Gordon research conference on Electronic Processes in Organic Materials, 2014.05. |
| 143. | 楊井 伸浩, DUAN PENGFEI, 君塚 信夫, 空気中で機能するフォトン･アップコンバージョン超分子ゲルシステムの開発, 日本化学会 第95春季年会, 2014.03. |
| 144. | 楊井 伸浩, Prasenjit Mahato, 君塚 信夫, フォトン・アップコンバージョン分子システム (1) 金属錯体骨格中におけるエネルギーマイグレーション, 日本化学会第94春季年会, 2014.03. |
| 145. | 楊井 伸浩, 分子性結晶を超結晶化する, 2013 高分子・ハイブリッド材料研究センター(PHyM) 若手フォーラム, 2013.12. |
| 146. | 楊井 伸浩, フォトン・アップコンバージョン分子システム, 第16回九州地区高分子＜若手研究者コミュニティ ＞, 2013.12. |
| 147. | 楊井 伸浩, Interfacial Self-Assembly of Photo-Responsive Organic Nanocrystals, Kyushu University-UIUC Kickoff Meeting of ICC Program for Synthesis and Assembly of Reconfigurable Nanocrystals, 2013.10. |
| 148. | 楊井 伸浩, 分子性結晶を超結晶化する, 平成24年度 九州地区高分子若手研究会・夏の講演会, 2013.07. |
| 149. | 楊井 伸浩, Melinda Sindoro, Steve Granick, Metal-Organic Frameworks Meet Supracolloidal Assembly, ISACS10, 2013.06. |
| 150. | 楊井 伸浩, Melinda Sindoro, Steve Granick, 多面体形状を有する配位高分子マイクロ結晶の超結晶集積化, 第62回高分子学会年次大会, 2013.05. |
| 151. | 楊井 伸浩、Prasenjit Mahato、君塚信夫, フォトン・アップコンバージョン分子システム (1) 金属錯体骨格中におけるエネルギーマイグレーション, 日本化学会第94春季年会, 2013.03. |
| 152. | 楊井 伸浩, Soft-Interfaces in Nanoporous Coordination Materials, Soft-interfaces Mini-symposium 2013 (SIMS2013), 2013.03. |
| 153. | 楊井 伸浩, 多孔性錯体化学で拓く高分子・ コロイド科学の新境界領域, 第1回 京都大学理学研究科化学専攻無機化学合同セミナー, 2013.03. |
| 154. | 楊井 伸浩, 多孔性錯体と高分子・コロイド科学との出会い, 九州地区高分子若手研究者コミュニ ティ, 2012.12. |
| 155. | 楊井 伸浩, 多孔性錯体化学で拓く高分子・コロイド科学の新境界領域, CMSセミナー, 2012.11. |
| 156. | 楊井 伸浩, Melinda Sindoro, Steve Granick, 多面体形状を有する金属錯体コロイドの超結晶集積化, 日本化学会第93春季年会, 2012.03. |
学会活動
学協会役員等への就任
2023.09～2025.09, 錯体化学会, 理事.
2023.05～2024.05, 量子生命科学会, 評議員.
2022.04, 錯体化学会, 新雑誌立ち上げ検討委員会委員.
2016.04～2017.03, 高分子学会九州支部, 若手研究会幹事.
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2023.09.21～2023.09.23, 錯体化学会 第73回討論会, シンポジウム主催者.
2024.03.18～2024.03.21, 日本化学会第104春季年会, 座長（Chairmanship）.
2022.03.23～2022.03.26, 日本化学会第10２春季年会, 座長（Chairmanship）.
2021.03.19～2021.03.22, 日本化学会第101春季年会, 座長（Chairmanship）.
2020.09.09～2020.09.11, 2020年web光化学討論会, 座長（Chairmanship）.
2020.09.28～2020.09.30, 第70回錯体化学討論会, 座長（Chairmanship）.
2020.06.01～2020.06.01, “光”機到来！Qコロキウム, 主催者.
2018.07.28～2018.07.30, 第６8回錯体化学討論会, 座長（Chairmanship）.
2019.04.22～2019.04.25, 2019 MRS Spring Meeting, Session organizer, chair.
2019.03.16～2019.03.19, 日本化学会第99春季年会, 座長（Chairmanship）.
2017.09.16～2017.09.18, 第６7回錯体化学討論会, 座長（Chairmanship）.
2017.05.29～2017.05.31, 第66回高分子学会年次大会, 座長（Chairmanship）.
2016.05.25～2016.05.27, 第65回高分子学会年次大会, 座長（Chairmanship）.
2016.09.10～2016.09.12, 第６６回錯体化学討論会, 座長（Chairmanship）.
2016.03.16～2015.03.19, 日本化学会第97春季年会, 座長（Chairmanship）.
2016.03.24～2015.03.27, 日本化学会第96春季年会, 座長（Chairmanship）.
2015.05.27～2015.05.29, 第64回高分子学会年次大会, 座長（Chairmanship）.
2015.03.26～2015.03.29, 日本化学会第95春季年会, 座長（Chairmanship）.
2014.03.27～2014.04.30, 日本化学会第94春季年会, 座長（Chairmanship）.
2014.02.21～2014.02.21, The 1st CMS International Symposium, 座長（Chairmanship）.
2014.07.05～2014.07.06, 平成24年度 九州地区高分子若手研究会・夏の講演会, 座長（Chairmanship）.
2017.06.16～2017.06.18, 第38回光化学若手の会, 世話人.
2016.03.22～2016.03.22, The 4th CMS International Symposium, 運営委員.
2014.02.21～2014.02.21, The 1st CMS International Symposium, 運営委員.
学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況
2020.04, J. Chem. Phys. (AIP Publishing), 国際.
2020.04, Nanoscale Horizons (RSC), 国際.
2020.04, ChemNanoMat (Wiley), 国際.
2020.02～2022.01, Chemical Physics Reviews (AIP Publishing) , 国際, 編集委員.
学術論文等の審査
| 年度 | 外国語雑誌査読論文数 | 日本語雑誌査読論文数 | 国際会議録査読論文数 | 国内会議録査読論文数 | 合計 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2023年度 | 37 | 37 | |||
| 2022年度 | 27 | 27 | |||
| 2021年度 | 44 | 44 | |||
| 2020年度 | 44 | 44 | |||
| 2019年度 | 36 | 36 | |||
| 2018年度 | 23 | 23 | |||
| 2017年度 | 16 | 16 | |||
| 2016年度 | 26 | 26 | |||
| 2015年度 | 18 | 18 | |||
| 2014年度 | 9 | 9 | |||
| 2013年度 | 7 | 0 | 0 | 0 | 7 |
その他の研究活動
海外渡航状況, 海外での教育研究歴
University of Milano-Bicocca, Italy, 2014.05～2014.05.
University of Illinois at Urbana-Champaign, UnitedStatesofAmerica, 2013.09～2013.10.
Northwestern University, Bowling Green State University, UnitedStatesofAmerica, 2013.02～2013.03.
ETH Zurich, University of Geneva, University of Fribourg, University of Milano-Bicocca, Switzerland, Italy, 2013.01～2013.02.
外国人研究者等の受入れ状況
2024.03～2024.04, 2週間以上1ヶ月未満, University of Gothenburg, Sweden, 外国政府・外国研究機関・国際機関.
2022.09～2023.03, 1ヶ月以上, University of Mainz, Germany, 外国政府・外国研究機関・国際機関.
2022.07～2022.07, 2週間以上1ヶ月未満, University of Utah, UnitedStatesofAmerica, 外国政府・外国研究機関・国際機関.
2019.07～2019.08, 2週間以上1ヶ月未満, University of Minnesota, UnitedStatesofAmerica, 外国政府・外国研究機関・国際機関.
2019.07～2019.08, 2週間以上1ヶ月未満, University of California Riverside, UnitedStatesofAmerica, 外国政府・外国研究機関・国際機関.
2019.07～2019.08, 2週間以上1ヶ月未満, University of Texas Austin, UnitedStatesofAmerica, 外国政府・外国研究機関・国際機関.
2014.10～2014.12, University of Illinois at Urbana-Champaign, Malaysia.
2014.02～2014.03, 2週間以上1ヶ月未満, University of Wurzburg, Spain, 学内資金.
2014.01～2014.04, 1ヶ月以上, University of Milano-Bicocca, Italy, 日本学術振興会.
受賞
RIGAKU-ACCC Rising Star Award, Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC), 2024.02.
量子生命科学会研究奨励賞, 量子生命科学会, 2023.05.
The APA Prize for Young Scientists, APA (Asian and Oceanian Photochemistry Association), 2021.11.
光化学協会奨励賞, 光化学協会, 2021.09.
科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞, 文部科学省, 2021.04.
ナイスステップな研究者, 文科省NISTEP , 2019.12.
The Wiley Young Researcher Award, Wiley, 2019.05.
日本化学会進歩賞, 日本化学会, 2019.03.
錯体化学会研究奨励賞, 錯体化学会, 2018.07.
高分子研究奨励賞, 高分子学会, 2016.05.
Poster Award, GSC-7 and the 4th JACI/GSC Symposium, 2015.07.
The Award of Encouragement of Research in IUMRS-ICA2014, IUMRS-ICA, 2014.09.
日本化学会第 94 春季年会（2014）優秀講演賞（学術）, 日本化学会, 2014.04.
Quadrant Award 2013, Quadrant, 2013.01.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2023年度～2026年度, 基盤研究(A), 代表, 合理的分子設計に基づく多重励起子制御の実現.
2020年度～2023年度, 基盤研究(B), 代表, 新規な励起三重項生成法に基づく究極的なフォトン・アップコンバージョン材料の創出.
2017年度～2019年度, 若手研究(A), 代表, 光生物学の革新を指向した励起三重項制御基盤の確立.
2016年度～2017年度, 新学術領域研究, 代表, 分子凝縮系の柔らかさが生み出す新しいエキシトン機能.
2014年度～2015年度, 新学術領域研究, 代表, フォトン・アップコンバージョンを示すイオン液体の創出.
2014年度～2015年度, 若手研究(B), 代表, エネルギー移動法に基づく高効率固相フォトン・アップコンバージョンの実現.
日本学術振興会への採択状況(科学研究費補助金以外)
2023年度～2024年度, 特別研究員, 代表, 量子センシングナノ空間の創出.
2022年度～2023年度, 特別研究員, 代表, 近赤外光を可視光にアップコンバージョンするMOFの創出.
2022年度～2023年度, 特別研究員, 代表, 超低励起光強度での高効率なフォトン・アップコンバージョンの実現.
2021年度～2022年度, 特別研究員, 代表, ナノ空間を用いたゲスト分子の超核偏極とその応用.
2017年度～2019年度, 特別研究員, 代表, 近赤外光アップコンバージョンの開拓とバイオ応用.
2019年度～2020年度, 特別研究員, 代表, フォトン・アップコンバージョンを示すソフトナノマテリアルの創出.
競争的資金(受託研究を含む)の採択状況
2023年度～2027年度, SIP, 分担, 超偏極利活用プラットフォームの整備とトリプレットDNPによるがん治療効果判定技術の開発.
2023年度～2025年度, 戦略的創造研究推進事業 (文部科学省), 代表, フォトン・アップコンバージョン技術の事業化.
2023年度～2028年度, 戦略的創造研究推進事業 (文部科学省), 代表, スピン超偏極分子材料の創出に基づく量子医療診断.
2022年度～2023年度, 戦略的創造研究推進事業 (文部科学省), 代表, MRI・NMR の未来を担う「トリプレット超核偏極の材料化学」.
2018年度～2021年度, 戦略的創造研究推進事業 (文部科学省), 代表, 超核偏極ナノ空間の創出に基づく高感度生体分子観測.
2014年度～2017年度, 戦略的創造研究推進事業 (文部科学省), 代表, フォトン･アップコンバージョン分子技術の開拓.
寄附金の受入状況
2022年度, 公益財団法人 村田学術振興財団, 研究助成.
2021年度, 光科学技術研究振興財団, 研究助成金.
2021年度, JST, ２０２０年度採択 SCORE大学推進型（拠点都市環境整備型）GAP NEXT.
2021年度, キューテック, キューテック研究開発助成⾦.
2020年度, 新日本先進医療研究財団, 令和元年度助成金.
2019年度, 住友財団, 2019年度基礎科学研究助成.
2018年度, 公益財団法人 中谷医工計測技術振興財団, 中谷医工計測技術振興財団 技術開発研究助成【奨励研究】.
2017年度, 公益財団法人 村田学術振興財団, 村田学術振興財団研究助成.
2017年度, 公益財団法人吉田学術教育振興会, 公益財団法人吉田学術教育振興会 学術奨励金.
2017年度, 公益財団法人 戸部眞紀財団, 戸部眞紀財団研究助成.
2016年度, 公益財団法人 旭硝子財団, 旭硝子財団研究助成.
2014年度, 公益財団法人 野口遵研究所, 野口遵研究助成金.
2013年度, 公益財団法人池谷科学技術振興財団, 公益財団法人池谷科学技術振興財団 第２３回助成金／光誘起形状可変ナノ結晶の創出と配列・機能の動的変換.
2013年度, 公益財団法人吉田学術教育振興会, 公益財団法人吉田学術教育振興会 学術奨励金／光誘起リコンフィギュラブルナノ結晶の創出と動的配列・機能変換.
学内資金・基金等への採択状況
2022年度～2024年度, エネルギー研究教育機構研究推進部門 モジュール, 代表, 異種光機能性分子の融合化が拓く光エネルギー変換システム.
2020年度～2020年度, 2020年度理研－九大科学技術ハブ共同研究プログラム, 代表, 溶液中における超核偏極の実現に向けた装置・材料開発.
2019年度～2019年度, ２０１９年度理研－九大科学技術ハブ共同研究プログラム, 代表, 超高感度NMR/MRIのための、溶液中における超核偏極の実現.
2019年度～2019年度, ２０１９年度ＱＲプログラム わかばチャレンジ, 代表, 我々の世界に反物質がないことを理解するための材料開発.
2018年度～2019年度, 平成３０年度 工学研究新分野開拓助成, 代表, NMRやMRIの超高感度化を実現するtriplet DNPシステムの構築.
2013年度～2013年度, 平成２５年度九州大学教育研究プログラム・研究拠点形成プロジェクト（Ｐ＆Ｐ）, 代表, 化学的刺激応答型リコンフィギュラブルナノ結晶の合成と集積化.
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