Strong luminescent lanthanide coordination polymers with heat resistant and thermo-sensible capabilties
| Project/Area Number |
19J20713
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 35030:Organic functional materials-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
FERREIRADAROSA PedroPaulo 北海道大学, 大学院総合化学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 希土類錯体 / 希土類配位高分子 / テルビウム / ジスプロシウム / 連結結晶 / エネルギーマイグレーション / 暴露実験 / 七配位型 / 八配位型 |
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| Outline of Research at the Start |
発光性温度センシング材料は高感度かつ非接触であり、バイオイメージングや工業産業への応用が期待されている。中でも希土類配位高分子を利用した材料は温度に依存して発光色が変化し、熱耐久性も高い。本研究では発光性温度センシング材料のさらなる高機能化を目的として、感度や色変化の温度範囲が容易にコントール可能な強発光希土類配位高分子を設計する。さらに実際に分子を合成し、温度センシング機能の評価を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、優れた感温機能を示す強発光性の希土類配位高分子の開発を目的とする。具体的には4,4’-bipyridine配位子を有する 七配位希土類錯体の構造変形によって、感温特性を有する配位高分子の形成を行う。この構造変形のプロセスは結晶中に起こり、初めてin-situ希土類配位高分子の合成が期待される。また、機能発展のために、単結晶状態における異なるLn(III)錯体の結晶連結を目指す。新規な方法では、テルビウム(Tb(III))およびジスプロシウム(Dy(III))錯体は同様な構造変化（七配位型錯体から八配位型配位高分子へ）を示すことから、異なる結晶の連結を初めて試みた。また、共焦点レーザー顕微鏡を用いてその新規な連結結晶の光物性および光機能を検討した。
PXRDおよび単結晶構造解析によりDy(III)二核錯体はTb(III)二核錯体と同様な構造変化を示すことから、Tb(III)結晶―Dy(III)結晶の連結が可能と考えられる。具体的にはTb(III)二核錯体の結晶とDy(III)二核錯体の結晶を接触させ、配位高分子化後に分子レベルでTb(III)錯体の結晶とDy(III) 錯体の結晶を連結することに成功した。
次に、連結結晶の光物性および光機能を検討するために共焦点レーザー顕微鏡を用いて、場所依存の発光スペクトルを測定した。その結果、連結結晶を460nmのレーザー（Dy(III)を選択励起）で励起することで、Dy(III)結晶の部分だけでなくTb(III)結晶の部分も発光することが明らかになった。この励起波長ではTb(III)錯体を励起できないため、Tb(III)の発光はDy(III)結晶からの長いエネルギーマイグレーションに起因すると考えられる。また、DFT計算によりこの長いエネルギーマイグレーションは配位高分子の大きい双極子モーメントに起因すると示唆された。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(25 results)
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[Journal Article] Coordination geometrical effect on LMCT-depended energy transfer processes of luminescent Eu(III) complexes2021
Author(s)
Pedro Paulo Ferreira da Rosa, Shiori Miyazaki, Haruna Sakamoto, Yuichi Kitagawa, Kiyoshi Miyata, Tomoko Akama, Masato Kobayashi, Koji Fushimi, Ken Onda, Tetsuya Taketsugu, Yasuchika Hasegawa
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Journal Title
J Phys. Chem. A
Volume: 125
Issue: 1
Pages: 209-217
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Presentation] Photo-physical properties of seven- and eight-coordinated Eu(III) complexes with LMCT bands2021
Author(s)
P. P. Ferreira da Rosa, Shiori Miyazaki, Yuichi Kitagawa, Kiyoshi Miyata, Tomoko Akama, Sunao Shoji, Masato Kobayashi, Koji Fushimi, Ken Onda, Tetsuya Taketsugu, Yasuchika Hasegawa
Organizer
International Conference on Photochemistry (ICP 2021 Virtual)
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] Control of LMCT bands in seven- and eight-coordinated Eu(III) complexes with pyridine2021
Author(s)
P. P. Ferreira da Rosa, Shiori Miyazaki, Yuichi Kitagawa, Kiyoshi Miyata, Tomoko Akama, Sunao Shoji, Masato Kobayashi, Koji Fushimi, Ken Onda, Tetsuya Taketsugu, Yasuchika Hasegawa
Organizer
International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021 (Pacifichem 2021)
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