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Innovative Polymer/Hybrid Materials with Flexibility and Ultralong Room-Temperature Phosphorescence

Research Project

Project/Area Number 20K21221
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Ogoshi Tomoki  京都大学, 工学研究科, 教授 (00447682)

Project Period (FY) 2020-07-30 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywordsポリスチレンスルホン酸 / シリカゲル / ハイブリッド / ブロックポリマー / ブレンド / リン光 / フルオロ系ポリマー / 長寿命リン光 / 相分離 / 水素結合 / 長寿命室温リン光 / フレキシブルフィルム / リン光発光高分子
Outline of Research at the Start

研究代表者らは、市販されている高分子、ポリスチレンスルホン酸(PSS)が室温大気下で1秒を超える長寿命リン光を示すことを偶然見出した。PSSはビニルポリマーであるため、ビニル重合により他のビニルモノマーとの共重合体の合成が可能である。
そこで本研究では、「PSSの長寿命リン光」+「柔軟性・成膜性など高分子としての特徴」を併せ持つ共重合体・ハイブリッド材料の創製を目的とする。具体的には、(i)フレキシブル/剛直な室温リン光発光を示すブロックポリマー、(ii)異種材料との接着、剛直性を調整可能な室温リン光ハイブリッド材料を開発する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we have achieved the creation of block polymer and hybrid materials that combine the long-lived phosphorescence of poly(styrenesulfonic acid) (PSS) with polymeric features such as flexibility and film formability. Specifically, block polymers showing flexible/rigid property with room-temperature phosphorescence and room-temperature phosphorescent organic-inorganic hybrid materials with tunable rigidity were created. Compared to inorganic phosphorescent materials, these materials showed film formability and flexibility, which are characteristics of organic polymers. In addition, as an unexpected result, we were able to form metastable states that exhibit different phospholuminescence properties by blending PSS with polymers.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

安価な有機物を基にしたリン光物質の開発が精力的に行われてきた。しかしこれらのほとんどが、精密に低分子化合物を合成しなければならず、さらに結晶化させる必要がある。その中で研究代表者らは、市販されている高分子、ポリスチレンスルホン酸(PSS)が室温・大気下で1秒を超える長寿命リン光を示すことを偶然見出した。またPSSは非常に単純な高分子であるために、量産が可能で、ポリマーアロイ、異種材料との複合化が容易である。そこで本研究では、これらのメリットを活かし、「PSSの長寿命リン光」+「柔軟性・成膜性など高分子としての特徴」を併せ持つブロックポリマー・ハイブリッド材料の創製を行った。

Report

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

    (9 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Thermally Responsive Poly(ethylene oxide)‐Based Polyrotaxanes Bearing Hydrogen‐Bonding Pillar[5]arene Rings**2021

    • Author(s)
      Kato Kenichi、Onishi Katsuto、Maeda Koki、Yagyu Masafumi、Fa Shixin、Ichikawa Takahiro、Mizuno Motohiro、Kakuta Takahiro、Yamagishi Tada‐aki、Ogoshi Tomoki
    • Journal Title

      Chemistry - European Journal

      Volume: 27 Issue: 21 Pages: 6435-6439

    • DOI

      10.1002/chem.202005099

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vapoluminescence Behavior Triggered by Crystal-State Complexation between Host Crystals and Guest Vapors Exhibiting No Visible Fluorescence2020

    • Author(s)
      Ogoshi Tomoki、Hamada Yukie、Sueto Ryuta、Kojima Ryosuke、Sakakibara Fumiyasu、Nagata Yuuya、Sakata Yoko、Akine Shigehisa、Ono Toshikazu、Kakuta Takahiro、Yamagishi Tada-aki
    • Journal Title

      Crystal Growth & Design

      Volume: 20 Issue: 11 Pages: 7087-7092

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.0c00982

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ポリスチレンスルホン酸を基にした長寿命室温燐光ポリマーブレンドの創出2022

    • Author(s)
      廣岡 謙、大谷 俊介、加藤 研一、生越 友樹
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 柱型環状ホスト分子「ピラー[n]アレーン」の創成と分子空間材料への展開2021

    • Author(s)
      生越 友樹
    • Organizer
      第47回中国四国地区高分子講座(オンライン)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Pillar-Shaped Macrocyclic Compounds “Pillar[n]arenes”: from Simple Molecular Receptors to Bulk Supramolecular Assemblies2021

    • Author(s)
      Tomoki Ogoshi
    • Organizer
      SCEJ 86th Annual Meeting, International Symposium
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 柱型環状ホスト分子「ピラー[n]アレーン」の化学2021

    • Author(s)
      生越 友樹
    • Organizer
      第14回ケムステVシンポジウム「スーパー超分子ワールド」(オンライン)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 柱型環状分子ピラー[n]アレーンを基にしたポリロタ キサンの合成2020

    • Author(s)
      生越 友樹、大西 克知、前田 航輝、柳 生 雅文、角田 貴洋、Fa Shixin、山岸 忠明
    • Organizer
      第69回高分子討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 生越研究室HP

    • URL

      http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/ogoshi-lab/index.html

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 長寿命リン光発光高分子材料

    • URL

      http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/ogoshi-lab/research5.html

    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-08-03   Modified: 2023-01-30  

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