A new polymer material having the property of fluorescence wavelength change -Exploration of reasons of expression and physical properties of phasing chromism-
| Project/Area Number |
21K04976
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
浜崎 亜富 信州大学, 学術研究院理学系, 准教授 (60510120)
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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 |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | PNIPAゲル / エキシマー発光 / ゲル内の溶解度 / ギブスエネルギー / エネルギー移動 / 相分離クロミズム / 発光量子収率 / 蛍光 / クロミズム |
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| Outline of Research at the Start |
フォトクロミズム（光による分子構造変化）やエレクトロクロミズム（電場による酸化還元）は外部刺激で色調を可逆的に変化させる現象で，近年ではディスプレイ材料や記憶材料として民生品にも応用されているが，それぞれに特化した分子を開発する必要がある。申請者は最近，ゲルに蛍光分子を取り込むだけで温度の変化により色調が変化する新たなクロミズムを発見した。ゲルと分子の組み合わせは無数にあり，これらを組み合わせることでユニバーサルなクロミズムを生み出すことができると考えている。本課題では，なぜ色調変化が起こるかと，各状態の分子特性を明確にし，ユニバーサルなクロミズムの開発につなげる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，申請者はピレンなどの疎水的な蛍光性分子を，感温性体積相転移ゲルとして知られるPNIPAゲル（親水性の高分子ゲル）内に閉じ込めて吸脱水を行うだけで，発光波長を俊敏かつ可逆的に切り替わることができる新しいクロミズム（相分離クロミズム）を発見した。ゲルは種類によって多様な機能性を示し，蛍光分子は豊富な選択性があるので，双方を任意に組み合わせれば，これまでの光や電気で誘起される既存のクロミズムを多様で多彩なクロミズムを実現できる。この新しいクロミズムの鍵になるのはエキシマー発光であり，これまで報告例のない分子でのエキシマー発光が，ゲル内では簡単に起こることを立て続けに発見したが，なぜゲル内でエキシマーを形成しやすいのかは明らかではなかった。
本課題では，「１．励起状態の物性解明」，「２．発光体の量子収率測定と最適化」，「３．なぜゲル内では相分離が可能になるのか？」「４．複数分子を同時にキャプチャーできるか」の4つの観点から，相分離クロミズムについて明らかにする計画であった。１について，励起状態は分子間相互作用が起こるような，かなり近い位置に複数分子が存在していることがわかった。2についても測定装置は完成し，測定を試みた。しかし，ゲル内の蛍光分子の濃度が低く，得られるデータの再現性が疑わしいため，現在も精度の確保に努めている。３については，ゲル内の水の有無による蛍光分子の状態の違いをギブスエネルギーで説明した。４については，エネルギー移動および電荷移動が起こる分子の組合せを複数試し，それぞれエネルギー移動効率と電荷移動効率が膨潤及び収縮状態で変わり，ゆえに色調変化を起こすことを実証した。
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Report
(3 results)
Research Products
(17 results)
