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Development of bismuth-containing pai-conjugated polymers toward turn-on type fluoride sensors

Research Project

Project/Area Number 20K15331
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

Matsumura Yoshimasa  山形大学, 大学院理工学研究科, 助教 (30791818)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywordsビスマス / 化学センサー / フッ化物イオン検出 / Turn-on型センサー / フッ化物アニオンセンサー / turn-on型センサー / フッ化物センサー / π共役高分子 / turn-on型蛍光センサー
Outline of Research at the Start

turn-on型の蛍光フッ素アニオンセンサーに向けて、ビスマス含有π共役高分子の合成を行う。turn-on型の蛍光センサーは目視でも分光学的にでも非常に高感度での検出が可能な高付加価値な材料である。本研究課題では、アミン、ホスフィンなどと同じ第15族元素であるにもかかわらずルイス酸性を示す有機ビスマスの反応性に着目し、ルイス塩基であるフッ素アニオンの認識にむけたπ共役高分子の創生に挑戦する。

Outline of Final Research Achievements

We investigated the synthesis of novel functional polymers having bismuth-dithiocarboxylate structure and their application to turn-on type fluoride ion sensor. For example, a polymer was prepared from a monomer having fluorene unit by the reaction with carbon disulfide and dichlorophenylbismuthine. The resulting polymer did not exhibit fluorescence properties, however it was changed into a fluorescent compound by the addition of tetrabutylammonium fluoride as a fluoride ion source. The quantum yield of the fluorescent compound was 0.20. This result indicates that the resulting polymers are applicable to turn-on type fluoride ion sensor material.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ビスマス-炭素結合が不安定であるためか、有機材料としての応用が限定されていたビスマスを用いた機能性材料を創出することができた。本分子設計手法により、安定に有機ビスマスを活用できることが明らかになった。また、フッ化物イオンの検出は、水の安全性確保にもつながる技術であるため、社会的意義が大きい。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Synthesis of Bismuth-containing Polymer Films with High refractive index and X-Ray Shielding Property by Radical Polymerization of Styrylbismuthine Derivatives2022

    • Author(s)
      Y. Matsumura, H. Horikoshi, K. Furukawa, M. Miyamoto, Y. Nishimura, B. Ochiai
    • Journal Title

      ACS Macro Letters

      Volume: - Issue: 6 Pages: 723-726

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.2c00149

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of Poly(Carbon Sulfide)s by Electroreductive Polymerization of Carbon Disulfide2021

    • Author(s)
      Y. Matsumura, B. Ochiai
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 50 Issue: 11 Pages: 1856-1858

    • DOI

      10.1246/cl.210436

    • NAID

      130008113721

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ビスマス-ジチオカルボキシレート錯体構造を持つポリマーの蛍光アニオンセンシングへの応用2021

    • Author(s)
      薄井直樹, 松村吉将, 落合文吾
    • Organizer
      第 40 回無機高分子研究討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] スチレン系ビスマスモノマーの熱ラジカル重合によるX線遮蔽性フィルムの合成2021

    • Author(s)
      松村吉将, 古川喜久夫, 宮本美幸, 西村喜男, 落合文吾
    • Organizer
      第70回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ビスマスカルボキシレート構造を有する透明ポリマーの合成と 光学およびX線遮蔽特性の評価2021

    • Author(s)
      菊田航平, 松村吉将, 古川喜久夫, 宮本美幸, 西村喜男, 落合文吾
    • Organizer
      第 40 回無機高分子研究討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ビスマス-ジチオカルボキシレート錯体構造を含有するポリマーの合成と turn-on型フッ素センサーへの応用2020

    • Author(s)
      薄井 直樹, 松村 吉将, 落合 文吾
    • Organizer
      第69回高分子年次大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ビスマス-ジチオカルボキシレート構造を含有するポ リマーの合成・光学特性およびturn-on型フッ素センサーへの応用2020

    • Author(s)
      薄井 直樹, 松村 吉将, 落合 文吾
    • Organizer
      第69回高分子討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] フッ化物の簡易検出を可能にするビスマス含有ポリマーの開発2020

    • Author(s)
      松村 吉将
    • Organizer
      山形大学 新技術説明会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2023-01-30  

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