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蛍光共鳴エネルギー移動による0・1次元ナノドット・ワイヤーセンサーの開発

Research Project

Project/Area Number 14F04063
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Nuclear engineering
Research InstitutionKyoto University (2015)
Osaka University (2014)

Principal Investigator

関 修平  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30273709)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) PADALKAR VIKAS  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
PADALKAR Vikas  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
KeywordsESIPT / ナノワイヤー / 蛍光共鳴 / センサー / 固体発光 / 粒子線 / イオントラック / 液晶 / 蛍光共鳴エネルギー移動 / 蛍光色素 / 固体蛍光 / 励起状態プロトン移動 / 蛍光プローブ / ナノ加工 / バイオセンサー
Outline of Annual Research Achievements

昨年度に引き続き、固体状態で高効率に蛍光発光を示す化合物の合成を行い、実際に粒子線照射により蛍光発光性ナノワイヤの創製を行った。特に、2-(2'-ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾール(HBT)骨格が示す励起状態プロトン移動(ESIPT)現象による大きなストークスシフトに注目し、可視光領域に発光を示す材料の開発を行った。HBT骨格とフルオレンもしくはトリフェニルアミン誘導体を共有結合で連結したダイアド、トリアドタイプの化合物は固体状態で高い蛍光発光量子効率を示す材料として振る舞った。また、各種有機溶媒中での発光挙動を調べることにより、特にHBT-フルオレン-HBTトリアド型分子が顕著なESIPT発光を固体状態で示すことを見出した。HBT部位のヒドロキシ基をメチル保護した誘導体による対照実験の結果、確かにヒドロキシ基がESIPT発光に寄与していること、また、2つのESIPT部位は独立して振る舞うことを確認した。
このトリアド型化合物のうち、フルオレン橋頭位にジヘキシル基を有する誘導体から作成した薄膜に490 MeV Os重粒子線を低密度(10^8~10^10 cm-2)で照射し、照射後の薄膜をシクロヘキサン溶媒に浸漬させて現像したところ、原子間力顕微鏡観察により粒子線の飛跡に沿ったナノワイヤが得られることがわかった。発光スペクトルの測定により、これら基板上のナノワイヤが蛍光発光能を保持していることが確認された。
さらに、このトリアド型化合物はバルク状態において高温領域(~200 ºC)でサーモトロピック液晶として振る舞いネマチック相を発現した。二つのヒドロキシ基のうち一つでもメチル保護した誘導体は液晶相を発現しないことから、メソゲンの分子設計に新しい設計指針を与える可能性が提示された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Excited-state intramolecular proton-transfer (ESIPT)-inspired solid state emitters2016

    • Author(s)
      Vikas Sudam Padalkar, Shu Seki
    • Journal Title

      Chemical Society Reviews

      Volume: 45 Issue: 1 Pages: 169-202

    • DOI

      10.1039/c5cs00543d

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] AIE active triphenylamine–benzothiazole based motifs: ESIPT or ICT emission2016

    • Author(s)
      V. S. Padalkar, D. Sakamaki, K. Kuwada, N. Tohnai, T. Akutagawa, K. Sakai, S. Seki
    • Journal Title

      RSC Adv.

      Volume: 6 Issue: 32 Pages: 26941-26949

    • DOI

      10.1039/c6ra02417c

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Highly Efficient Tunable Solid State Emission via the Excited-State Intramolecular Proton-Transfer (ESIPT) with 2-(2’-Hydroxy) Benzothiazole (HBT) and Fluorene motifs2015

    • Author(s)
      Vikas S. Padalkar, Daisuke Sakamaki, Shu Seki, Norimitsu Tohnai, Tomoyuki Akutagawa, and Ken-ichi Sakai
    • Journal Title

      RSC Advance

      Volume: 5 Issue: 98 Pages: 80283-80296

    • DOI

      10.1039/c5ra17980g

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fabrication of Thermoresponsive Nanoactinia Tentacles by a Single Particle Nanofabrication Technique2015

    • Author(s)
      Masaaki Omichi, Hiromi Marui, Vikas Sudam Padalkar, Akifumi Horio, Satoshi Tsukuda, Masaki Sugimoto, Shu Seki
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 31 Issue: 42 Pages: 11692-11700

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.5b02962

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Efficient Solid State Emissive Chromophores via Excited–State Intramolecular Proton–Transfer (ESIPT) Phenomenon2015

    • Author(s)
      Vikas S. Padalkar, Shu Seki
    • Organizer
      International Conference on New Horizons in Synthetic and Materials Chemistry (ICSMC-2015)
    • Place of Presentation
      Mumbai
    • Year and Date
      2015-10-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication of Photo-Sensitive Polymer Nanowires by Single Particle Nanofabrication Technique2014

    • Author(s)
      Hoi Lok Cheng, Michael T. Tang, Wasin Tuchinda, Kazuyuki Enomoto, Atsuya Chiba, Yoichi Saito, Takahiro Kamiya, Masaki Sugimoto, Vikas Padalkar, Akinori Saeki, and Shu Seki
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 単一粒子ナノ加工法

    • URL

      http://www.moleng.kyoto-u.ac.jp/~moleng_06/research/index.html

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 単一粒子ナノ加工法

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~cmpc-lab/research/index.html

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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