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長谷川 美貴 Miki Hasegawa

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長谷川 美貴 (はせがわ みき、1970-)は、日本の化学者である。青山学院大学理工学部教授(写真:こちら)。専門は錯体の光化学。特に希土類錯体を用いた材料で独自の成果を多数挙げている。

経歴

1993 青山学院大学 理工学部 化学科   卒業
1995 青山学院大学大学院 理工学研究科 化学専攻 博士前期課程修了
1998 青山学院大学大学院 理工学研究科 化学専攻 博士後期課程修了
1998 青山学院大学 博士号(理学)取得 (星 敏彦教授)
1998-2002 青山学院大学 理工学部 化学科 助手
2002-2004 青山学院大学 理工学部 化学科 専任講師
2004-2008 青山学院大学 理工学部 化学・生命科学科 専任講師
2008-2011 青山学院大学 理工学部 化学・生命科学科 准教授
2011-現在 青山学院大学 理工学部 化学・生命科学科 教授

受賞歴

2011 日本希土類学会奨励賞(足立賞)

研究業績

希土類発光錯体を用いた新しい発光デバイスの開発
ユーロピウム(Eu)やテルビウム(Tb)などの希土類金属は、f軌道間の遷移による色純度の高い発光を示すが、ff遷移はラポルテ禁制でありモル吸光係数が小さいという問題がある。そこで、大きな吸光係数を持つ有機分子(アンテナ配位子)と希土類金属の錯体を形成し、アンテナ配位子から希土類金属イオンへのエネルギー移動を利用することで、高い発光収率を達成しようとしている。長谷川教授らも、様々なアンテナ配位子を用いたり、多核錯体を用いたりすることによって、より強発光を示す希土類錯体の開発を行っている。

さらに膜内の偏光発光やアップコンバージョンナノ粒子の開発など、これまでの希土類錯体の開発や原理解明で得た知識と経験を基に、新しい発光デバイスの作成にも取り組んでいる。水面上の単分子膜は水面に固体基板を通過させることで基板に単分子累積膜(Langmuir–Blodgett膜;LB膜)として移し取ることができるが、LB膜中に希土類発光錯体および有機分子を取り組むことで、そこから得られる発光がある角度をもって発光する(偏光を示す)ことを見つけた。これを利用することでのぞき見防止機能を持つディスプレー作成の低コスト化につながるとされている。

図はこちらより改変

 

また、希土類金属とナノ粒子を組み合わせた新しい発光材料も開発も行っている。二酸化チタン上にEu、フェナントロリンで構成される系を開発し、Euイオンの還元によって誘発された青色の発光が観測されることを発見した。ツリウム(Tm)酸化物のナノ粒子とイッテルビウム(Yb)イオン、インジゴ系有機色素を持つ系の開発、では太陽光レベルの弱い光でも近赤外光を可視光に変換するアップコンバージョンを発現させることに成功している。

希土類エレメントの開発と集合化への展開
ランタノイド収縮は、一連のランタノイドイオンの原子番号が大きくなるとイオン半径が小さくなることをいう。同じ配位子を用いてもイオン半径が変るとほとんどの系では配位子にひずみが生じ、分子構造は変化する。この10年間、キレート効果を加味した6座配位子を開発するとともに、この骨格はランタニド収縮に従って金属イオンと配位元素の距離は変化するが、分子構造は同じらせん構造を有することを発見している。これにより、溶液中でも希土類の発光を促すアンテナの役割をしている配位子は解離せずに機能し、更に溶解度を上げることができ、湿式で分子膜を作成する画期的な単位骨格(あるいはエレメント)として種々展開できることを証明した
例えば、水溶性置換基の導入により、水中でも消光が抑えられ、母骨格と同程度の発光機能を示す。この錯体はゼブラフィッシュの幼生に対する実験により、毒性が極めて低いことが分かっている。あるいは長鎖アルキル基を導入すると、膜化によりこれまで目視が困難であったグラフェンのような超薄膜の疎水性表面に選択的に吸着し、グラフェンの可視化に成功している

関連文献

  1. Hasegawa, M.; Kunisaki, S.; Ohtsu, H.; Werner, F. Monatsh. Chem. 2009, 140, 751-763. doi: 10.1007/s00706-009-0134-6
  2. Ishii, A.; Hasegawa, M. Sci. Rep. 2015, 5, 11714. doi: 10.1038/srep11714
  3. Ishii, A.; Hasegawa, M. Sci. Rep. 2017, 7, 41446. doi: 10.1038/srep41446
  4. Ogata, S.; Goto, N.; Sakurai, S.; Ishii, A.; Hatanaka, M.; Yoshihara, K.; Tanabe, R.; Kayano, K.; Magaribuchi, R.; Goto, K.; Hasegawa, M. Dalton Trans., 2018, 47, 7135-7143. doi: 10.1039/C7DT04899H
  5. Yoshihara, K.; Yamanaka, M.; Kanno, S.; Mizushima, S.; Tsuchiyagaito, J.; Kondo, K.; Kondo, T.; Iwasawa, D.; Komiya, H.; Saso, A.; Kawaguchi, S.; Goto, K.; Ogata, S.; Takahashi, H.; Ishii A.; Hasegawa, M. New J. Chem., 2019, 43, 6472-6479. doi: 10.1039/C8NJ03976C
  6. Marets N.; Kanno S.; Ogata S.; Ishii A.; Kawaguchi S.; Hasegawa M. ACS Omega, 2019, 4, 13, 15512-15520. doi: 10.1021/acsomega.9b01775
  7. Hasegawa, M. ; Iwasawa, D.; Kawaguchi, T.; Koike, H.; Saso, A.; Ogata, S.; Ishii, A.; Ohmagari, H.; Iwamura, M.; Nozaki, K. ChemPlusChem, 2020, 85, 294-300. doi: 10.1002/cplu.201900692
  8. Hasegawa, M.; Ohmagari, H. Chem. Lett., 2020, online published, doi: 10.1246/cl.200184

関連書籍

関連動画

第二回ケムステVシンポジウム「光化学へようこそ!~ 分子と光が織りなす機能性材料の新展開 ~」より

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博士課程学生。専門は超高速分光。光機能分子のあれこれに興味があります。分光屋と材料屋、計算屋の懸け橋になりたいと思っています。

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