| Project/Area Number |
21H01995
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 35020:Polymer materials-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
安藤 慎治 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (00272667)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石毛 亮平 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (20625264)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥13,260,000 (Direct Cost: ¥10,200,000、Indirect Cost: ¥3,060,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
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| Keywords | 高圧誘起発光 / ダイアモンド・アンビル・セル / 顕微分光 / 時間依存密度汎関数法 / 高発光性ポリイミド / 連続照射誘起遅延発光 / ダイヤモンド・アンビル・セル |
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| Outline of Research at the Start |
室温長寿命燐光を示す発光性ポリマーとそのモデル化合物に対して，高圧（～10万気圧）と低温（－196℃～）を印加しつつ，励起・発光スペクトル，量子収率，発光寿命を測定するともに，赤外・Ramanスペクトル，広角X線回折の観測により，高圧下での発光強度増大の原因を解明する．高圧下では体積圧縮により高分子の局所振動が抑制され，コンホメーションや凝集状態変化が生じるため，振動緩和や項間交差に大きな摂動がかかり、励起状態の光物理過程が変化する．その知見に量子化学計算を合わせ，無色透明性を維持しつつ，室温長寿命燐光や大きな圧力誘起発光増強性を示す新規耐熱性芳香族ポリマー群を創製し，実用化検討に発展させる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
'23年度は計画最終年度として，これまでの検討で得られた発光性イミド化合物（ＩＣ）とポリイミド（PI）の凝集構造・局所振動と特異な発光特性（PIDL発光とPIEE現象）の相関に関する知見を比較検討しつつ，それらを基盤として高い量子収率を示す室温燐光性ＩＣおよびＰＩの開発を行った．まず，PIDLを示すＩＣとして，フランおよびチオフェン含有ＩＣを新規に設計・合成した。また，ＰＭＭＡ中に二重発光性（蛍光・燐光）ＩＣを分散した薄膜の温度可変（-193℃～＋1２0℃）発光スペクトルを酸素下で測定したところ，ＰＭＭＡの局所モード緩和が徐々に活発化して酸素の拡散が促進され， ICの燐光が酸素消光により徐々に減退した。また、セル内を真空条件またはN2、Ar、CO2、Heで充填し発光スペクトル・寿命の温度変化を測定したところ，4種の気体分子がPMMAに対して異なる可塑化効果を持つことが示された。これは非晶性高分子の局所モード緩和を発光現象で観測する新手法となる可能性がある．次いで，PIDLの高分子化（PI化）を目指して新規の二重発光性PI共重合体を合成し検討を行ったところ，室温大気中ではPIDLが観測されなかったが，低温・低酸素下でＰＩＤＬ発現の痕跡を見いだした．
一方，室温燐光の圧力誘起増強（PIEE）現象を多様なＩＣやＰＩで観測するため，室温燐光性が予想される新規含硫黄化合物を合成し，特に酸無水物中央部にチアンスレン基を有する２種の二重発光性ＩＣをＰＭＭＡに分散した薄膜で，特異な蛍光・燐光の圧力依存効果（ＩＣ分散濃度により，蛍光と燐光の圧力効果が大きく異なる現象）を観測した．
最後に３年間の検討で得られた知見を総括するとともに，国内外での学会発表，論文投稿を積極的に進め，研究成果のPriority確保と学会・産業界への情報発信を行うとともに，次世代の耐熱性高機能発光材料の用途展開を進めた．
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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