フタロシアニンナノカーボンアンサンブル：離散分子および超分子系からハイブリッドナノ材料まで

フタロシアニン（PC）は、高モル吸収係数、豊富な酸化還元化学、およびドナーaceptorのカウンターパートの電子特性の関数として変調できる光誘発エネルギー/電子伝達能力などのユニークな電子機能を提示する大環状および芳香族化合物です。（D-A）アンサンブル。これに関連して、フラーレン、カーボンナノチューブ（CNT）、さらに最近では、グラフェンなどの炭素ナノ構造は、最も適切なPC「仲間」の1つです。PC-C60アンサンブルは、C60の商業的利用可能性とその機能化のための確立された合成方法により、この分野の主要な関係者でした。その結果、多くのPC-C60アーキテクチャが準備されており、異なる接続性（共有または超分子）、分子間相互作用（自己組織化または分子分散種）、およびPC HOMO/LUMOレベルを特徴としています。これらすべての要素は、プロセスのタイプ（光誘発エネルギー/電子移動）、電気活性単位（結合または空間を介して）間の相互作用の性質、および形成/の速度論の性質で、光物理特性を調整するための汎用性の高いツールボックスを提供します。光生成種の崩壊。この分野の最近の傾向には、調整可能な光物理的特性と、高電荷の移動性を示す高度に秩序化されたナノアーキテクチャと表面サポートされたシステムを備えた刺激応答性多成分システムの調製が含まれます。PC-Nanocarbonフィールドでのブレークスルーは、CNTとグラフェンの出現であり、これにより、光刺激電荷分離を示す魅力的な光検査ハイブリッドアンサンブルの調製のための新しい手段が開かれました。これらの1-Dおよび2-Dナノカルボンの希少な溶解度と、緊張の少ないSP（2）炭素ネットワークに起因するC60に対する反応性が低いことは、PCベースの多様性の調製に対する断続的な制限を意味するものではありません。ハイブリッド。これらのシステムは、溶解度と分散性の特徴を改善することを示し、PCの優れた軽量酸化還元特性を備えたCNTとグラフェンのユニークな電子輸送特性をまとめます。これらのPC-CNT/グラフェン（単一または少数の層）ハイブリッド材料の特異で特徴的な特徴は、これらのカーボンナノフォームのバンド様電子構造と調整可能な結果として、光誘起電荷移動の方向を制御することです。PCの電子レベル。さらに、これらのコンジュゲートは、同じナノカーボンプラットフォーム上のいくつかの発色団の接ぎ木に起因する、強化された光放射能力を示します。このアカウントでは、共有結合と超分子のPCナノカーボンアンサンブルの構築における最近の進歩が要約されており、それらの光誘発行動に特に重点が置かれています。PC炭素ナノ構造の調製において達成された高度な制御と、光物理学を支配する要因の知識が高まると、次世代の光燃料電気活動システムの設計が可能になると考えています。高性能デバイスでのこれらのPCナノカーボンの可能な実装が想定されており、最終的にこれらの材料によって生み出された多くの期待の多くを現実に変えます。

Phthalocyanines (Pcs) are macrocyclic and aromatic compounds that present unique electronic features such as high molar absorption coefficients, rich redox chemistry, and photoinduced energy/electron transfer abilities that can be modulated as a function of the electronic character of their counterparts in donor-acceptor (D-A) ensembles. In this context, carbon nanostructures such as fullerenes, carbon nanotubes (CNTs), and, more recently, graphene are among the most suitable Pc "companions". Pc-C60 ensembles have been for a long time the main actors in this field, due to the commercial availability of C60 and the well-established synthetic methods for its functionalization. As a result, many Pc-C60 architectures have been prepared, featuring different connectivities (covalent or supramolecular), intermolecular interactions (self-organized or molecularly dispersed species), and Pc HOMO/LUMO levels. All these elements provide a versatile toolbox for tuning the photophysical properties in terms of the type of process (photoinduced energy/electron transfer), the nature of the interactions between the electroactive units (through bond or space), and the kinetics of the formation/decay of the photogenerated species. Some recent trends in this field include the preparation of stimuli-responsive multicomponent systems with tunable photophysical properties and highly ordered nanoarchitectures and surface-supported systems showing high charge mobilities. A breakthrough in the Pc-nanocarbon field was the appearance of CNTs and graphene, which opened a new avenue for the preparation of intriguing photoresponsive hybrid ensembles showing light-stimulated charge separation. The scarce solubility of these 1-D and 2-D nanocarbons, together with their lower reactivity with respect to C60 stemming from their less strained sp(2) carbon networks, has not meant an unsurmountable limitation for the preparation of variety of Pc-based hybrids. These systems, which show improved solubility and dispersibility features, bring together the unique electronic transport properties of CNTs and graphene with the excellent light-harvesting and tunable redox properties of Pcs. A singular and distinctive feature of these Pc-CNT/graphene (single- or few-layers) hybrid materials is the control of the direction of the photoinduced charge transfer as a result of the band-like electronic structure of these carbon nanoforms and the adjustable electronic levels of Pcs. Moreover, these conjugates present intensified light-harvesting capabilities resulting from the grafting of several chromophores on the same nanocarbon platform. In this Account, recent progress in the construction of covalent and supramolecular Pc-nanocarbon ensembles is summarized, with a particular emphasis on their photoinduced behavior. We believe that the high degree of control achieved in the preparation of Pc-carbon nanostructures, together with the increasing knowledge of the factors governing their photophysics, will allow for the design of next-generation light-fueled electroactive systems. Possible implementation of these Pc-nanocarbons in high performance devices is envisioned, finally turning into reality much of the expectations generated by these materials.