超分子ポリマーの階層的構築および機能性ナノ空間に基づく革新的機能の創出と応用展開

• Project/Area Number: 19022022
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 藤内 謙光 Osaka University, 大学院・工学研究科, 准教授 (30346184)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000); Fiscal Year 2008: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2007: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 有機塩 / 超分子クラスター / 機能性ナノ空間 / 単結晶X線構造解析 / 固体光物性 / 構造変化 / ダイナミックデバイス / 超分子ポリマー / 単結晶 X 線構造解析 / 超分子ボリマー

Research Abstract

本研究では、有機酸とアミンからなる有機塩において形成される超分子クラスターを階層的に組み上げ、高次構造である三次元ネットワーク状超分子ポリマーを構築する。形成される空間への化学刺激(化学種の吸着・脱離)、または物理刺激(熱・圧力)による構造変化に伴って、固体光物性(色調・発光挙動・非線形光学特性)のダイナミックな変調が可能な、革新的機能をもつデバイスの創成を目的とする。超分子化学や光化学における知見を融合させ、さらにこれまで我々が培ってきたインターカレーション現象や多形転位といった有機結晶における動的現象を導入することによって、ダイナミックデバイスの創成を行う。以下に得られた結果を列挙する。
1)新たに多環式芳香族スルホン酸分子を合成し、アミンと組み合わせること新規の有機塩を作成した。
2)作成した有機塩を用い、これまで得られなかった包接結晶が形成された。これらを用い、発光分光を行ったところ大きく長波長シフトしていることがわかった。
3)また、包接結晶からゲスト分子を脱離させることでナノ空間を創出し、様々なゲスト分子を可逆的に取り込ませることができた。さらに同時に起こる分子の再配列によって、動的に発光波長および強度を変換することが可能となった。
4)最後に研究の総括を行った。

Research Products

• [Journal Article] Molecular Solid Solutions with Steric Complementary Pairing from the Binary Mixtures of 1-Naphthylmethylammonium Alkanoaths (2009)
  • Author(s): Katsunari Inoue
  • Journal Title: Cryst. Growth Des 9 Pages: 1072-1076
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conformational Polymorphism of Octadehydrodibenzo-[12]annulene with Methyl Phthalate Moieties (2009)
  • Author(s): Ichiro Hisaki
  • Journal Title: Cryst. Growth Des 9 Pages: 414-420
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Topological Classification and Supramolecular Chirality of 21-Helical Ladder-type Hydrogen-Bond Networks Composed of Primary Ammonium Carboxylates : Bundle Controls in 21-Helical Assemblies (2008)
  • Author(s): Tetsuharu Yuge
  • Journal Title: Chem. Eur. J 14 Pages: 2984-2993
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Superstructure-Dependent Optical and Electrical Properties of Unusual Face-to-Face pi-Stacked One-Dimensional Assembly of Dehydrobenzo[12] annulene in Crystalline State (2008)
  • Author(s): Ichiro Hisaki
  • Journal Title: Chem. Eur. J 14 Pages: 4178-4187
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Importance of Weak Hydrogen bonds in : the Formation of Cholamide Inclusion Crystals with Aromatic Guests (2008)
  • Author(s): Kazuaki Aburaya
  • Journal Title: Cryst. Growth Des 8 Pages: 1013-1022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Guest-Induced Topological Polymorphism of Pseudo-Cubic Hydrogen Bond Networks-Robust and Adaptable Supramolecular Synthon (2008)
  • Author(s): Tetsuharu Yuge
  • Journal Title: CrystEngComm 10 Pages: 263-266
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Modulation of Solid-state Luminescence Quantum Efficiency Based on CH-O Intermolecular Interaction (2008)
  • Author(s): Tomoaki Hinoue
  • Journal Title: Chem. Lett. 37 Pages: 642-643
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Topologically Different Two Pseudo-Decahedral Hydrogen Bond Networks Composed of Triphenylmethylammonium Phosphonates (2007)
  • Author(s): Tetsuharu, Yuge
  • Journal Title: Chem. Lett 36 Pages: 1390-1391
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dependence of the Enantioselectivity on Reversion of Layer Directions in Cholamide Inclusion Compounds (2007)
  • Author(s): Kazuaki, Aburaya,
  • Journal Title: Chem. Commun Pages: 4257-4259
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Guest-dependent Distinct Changes in Arrangements of Anthracene and the Corresponding Fluorescence Characteristics in Ternary System: Tran scription and Translation of Guest Molecular Information (2007)
  • Author(s): Yuji, Mizobe
  • Journal Title: Bull. Chem. Soc. Jpn., 80 Pages: 1162-1172
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Topological Study of Pseudo-Cubic Hydrogen Bond Networks in a Binary System Composed of Primary Ammonium Carboxylates: An Analogue of Ice Cube (2007)
  • Author(s): Tetsuharu, Yuge
  • Journal Title: Chem, Eur J. 13 Pages: 4163-4168
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reversible Transformation and Fluorescence Modulation in Polymorphic Crystals of n-Butylammonium 2-Naphthalenesulfonate
  • Author(s): Atsushi Yamamoto
  • Journal Title: Synthetic Metals (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Topological Classification and Supramolecular Chirality of 21-Helical Ladder-type Hydrogen-Bond Networks Composed of Primary Ammonium Carboxylates: Bundle Controls in 21-Helical Assemblies
  • Author(s): Tetsuharu, Yuge
  • Journal Title: Chem Eur. J. (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Guest-Induced Topological Polymorphism of Pseudo-Cubic Hydrogen Bond Networks-Robust and Adaptable Supramolecular Synthon
  • Author(s): Tetsuharu, Yuge
  • Journal Title: CrystEngComm (in press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アントラセンジスルホン酸アンモニウム塩とTCNBからなる非共有結合性分子集合体の構造制御とそれに起因する光電気物性 (2008)
  • Author(s): 中島裕美
  • Organizer: 高分子討論会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学
  • Year and Date: 2008-09-24
• [Presentation] 水素結合性クラスターの連結による高次超分子構造体の構築と機能化 (2008)
  • Author(s): 藤内謙光
  • Organizer: 高分子討論会
  • Place of Presentation: 木阪市立大学
  • Year and Date: 2008-09-23
• [Presentation] アントラセンジスルホン酸アンモニウム塩とTCNBからなる電荷移動錯体の積層様式の異なる結晶構造に起因した固体発光挙動 (2008)
  • Author(s): 中島裕美
  • Organizer: 光化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2008-09-13
• [Presentation] Tunable solid-state Iuminescent colors based on molecular arrangements of ammonium anthracenedisulfonates (2008)
  • Author(s): Tomoaki Hinoue
  • Organizer: Joint International Symposium on Macrocyclic & Supramolecular Chemistry
  • Place of Presentation: Las Vegas, Nevada, USA
  • Year and Date: 2008-07-16
• [Presentation] アントラセンジスルホン酸アンモニウム塩を用いた特異的配列に基づく多様な固体発光拳動 (2007)
  • Author(s): 樋上友亮
  • Organizer: 光化学討論会
  • Place of Presentation: 信州大学
  • Year and Date: 2007-09-28
• [Presentation] Greation of the Supramolecular Chirality in [4+4] Cubic Ion-Pair Cluster (2007)
  • Author(s): Norimitsu, Tohnai
  • Organizer: International Conference Chirality at the Nanoscale
  • Place of Presentation: シッチェス・スベイン
  • Year and Date: 2007-09-18
• [Presentation] ビフェニルアントラセン誘導体のゲスト依存的蛍光変調と動的挙動 (2007)
  • Author(s): 藤内謙光
  • Organizer: 有機結晶シンボジウム
  • Place of Presentation: 千葉大学
  • Year and Date: 2007-09-07
• [Book] 「次世代共役ポリマーの超階層制御と革新機能」超分子ポリマーの階層的構築および機能性ナノ空間に基づく革新的機能の創出と応用展開 (2009)
  • Author(s): 藤内謙光
  • Total Pages: 7
  • Publisher: 藤内謙光
• [Book] 「Bottom-up Nanofabrication」 Inclusion Compounds of Steroidal Molecules : Molecular Information and Their Expression Through Molecular Assemblie (2009)
  • Author(s): 藤内謙光
  • Total Pages: 24
  • Publisher: Amer. Sci. Pub