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光を用いた分子ナノカーボンの配列制御と機能開拓

Research Project

Project/Area Number 16J08767
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional solid state chemistry
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

横山 創一  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsマテリアルイメージング / 粘度プローブ / 動く発行団 / 動的共有結合 / ナノグラフェン / 共役ポリマー / 動く発光団 / 自己組織化 / 分子配列 / 走査型トンネル顕微鏡
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、大きく分けて二つの研究を遂行した。
一つ目の研究は、昨年度達成した環境に応じて発光色を変えるFlexible and aromatic photofunctional systems (FLAP) 骨格の末端官能基修飾を利用して、局所的な粘度や高分子中での微弱な力を検出可能なプローブの開発を行った。まず柔軟なシクロオクタテトラエンと剛直なアセン構造を併せ持つFLAP分子の末端に分子量2, 5, 10kDaのPEG鎖をそれぞれ導入した水溶性蛍光粘度プローブを作成した。この分子は低粘度溶液中では励起状態で分子のコンフォメーションが変化することによって緑色の発光を示したが、高粘度溶液中ではコンフォメーション変化が妨げられることで青色の発光を示した。また、Forster-Hoffmannプロット解析によって、この分子が水溶性溶媒中の粘度を定量評価することが可能であることを見い出した。つまり、細胞内の局部的な粘度の可視化できるイメージング材料への応用が期待される。
二つ目の研究では、動的共有結合を利用したナノグラフェンの合成を行った。動的共有結合部位として機能するイミンとチオエーテルを架橋部構造を利用することで、多分散度の低い大環状化合物の合成が期待される。フェノチアジン二量体の酸化構造を単位ユニットとした大環状化合物を合成したところ、数平均分子量Mnは9.5kDaとなり、15量体を形成していることが示唆された。また多分散指標PDIは1.1となり、ほぼ単分散であることが判明した。
さらに、基質を変えてはしご型ポリマーを合成したところ、Mnは10kDa、PDIは2.4となり、THF中における吸収端は1200nmまで長くなり、非常に小さいバンドギャップを有していることを明らかにした。この共役ポリマーは高い溶解性・安定性を有しており、有機デバイスなどへの応用が期待できる。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (8 results)

  • [Int'l Joint Research] マサチューセッツ工科大学(米国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] マサチューセッツ工科大学(米国)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Flapping viscosity probe that shows polarity-independent ratiometric fluorescence2017

    • Author(s)
      Kotani Ryota、Sotome Hikaru、Okajima Hajime、Yokoyama Soichi、Nakaike Yumi、Kashiwagi Akihiro、Mori Chigusa、Nakada Yuki、Yamaguchi Shigehiro、Osuka Atsuhiro、Sakamoto Akira、Miyasaka Hiroshi、Saito Shohei
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry C

      Volume: 5 Issue: 21 Pages: 5248-5256

    • DOI

      10.1039/c7tc01533j

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Aggregation of 4,8,12-Triazatriangulene Cation with Amphiphilic Side Chains: Emission Properties in Solution, in Aggregates, and in the Solid State2016

    • Author(s)
      T. Hirose, K. Sasatsuki, H. Noguchi, S. Yokoyama, K. Matsuda
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 45 Issue: 9 Pages: 1090-1092

    • DOI

      10.1246/cl.160453

    • NAID

      130005549088

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fluorescence behavior of 2,6,10‐trisubstituted 4,8,12‐triazatriangulene cations in solution and in the solid state2016

    • Author(s)
      H. Noguchi, T. Hirose, S. Yokoyama, K. Matsuda
    • Journal Title

      CrystEngComm

      Volume: 18 Issue: 38 Pages: 7377-7383

    • DOI

      10.1039/c6ce00703a

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 羽ばたく蛍光粘度プローブのPEG修飾とレオロジー分析2018

    • Author(s)
      北鹿渡 秀嗣, 横山 創一, 齊藤 尚平, 大須賀 篤弘
    • Organizer
      日本化学会 第98春季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 2,6,10-三置換トリアザトリアンギュレン(TATA)カチオン誘導体の溶液・固体中での発光特性2017

    • Author(s)
      野口 拡、横山 創一、廣瀬 崇至、松田 建児
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 張力プローブ分子群FLAPを基軸とした発光分子力学の開拓研究2017

    • Author(s)
      齊藤 尚平、横山 創一、小谷 亮太、山角 拓也、櫛田 亜希、LIU Pengpeng、中池 由美、大須賀 篤弘
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 発光張力プローブFLAPのライブラリー化に向けた化学修飾2017

    • Author(s)
      小谷 亮太、横山 創一、齊藤 尚平、大須賀 篤弘
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 動く発光団FLAPを有するポリウレタンフィルムの合成とメカノクロミック特性2017

    • Author(s)
      阿部 博弥, 小谷 亮太, 横山 創一, 末永 智一, 大須賀 篤弘, 齊藤 尚平, 藪 浩
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 柔軟な発光団FLAPの励起状態ダイナミクスと張力プローブへの展開2017

    • Author(s)
      小谷 亮太, 五月女 光, 岡島 元, 横山 創一, 中池 由美, 大須賀 篤弘, 坂本 章, 宮坂 博, 齊藤 尚平
    • Organizer
      2017年光化学討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 動く発光団FLAPの化学修飾とメカノ応答発光フィルムの開発2016

    • Author(s)
      小谷 亮太、横山 創一、阿部 博弥、藪 浩、齊藤 尚平、大須賀 篤弘
    • Organizer
      第 27 回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場
    • Year and Date
      2016-09-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 2,6,10-三置換トリアザトリアンギュレン(TATA)カチオン誘導体の発光特性とその置換基依存性2016

    • Author(s)
      野口 拡、横山 創一、廣瀬 崇至、松田 建児
    • Organizer
      第 27 回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場
    • Year and Date
      2016-09-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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