レアメタルを含まない革新的な燐光材料および燐光－蛍光二重発光材料の開発
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21K05005
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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 32020:Functional solid state chemistry-related
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
清水 正毅 京都工芸繊維大学, 分子化学系, 教授 (10272709)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 蛍光 / りん光 / 二重発光 / 光誘起りん光 / 励起三重項 / ケイ素 |
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| Outline of Research at the Start |
レアメタルを含む燐光材料や燐光－蛍光二重発光材料が、バイオプローブ、温度や酸素のセンシング材料、残光現象を利用する情報暗号化材料、有機EL素子用発光材料などとして活発に研究されている。しかし、レアメタルの使用には資源の希少性や細胞毒性など課題が多い。本研究では、励起三重項状態を分子内のケイ素置換基によるシグマ共役、分子内ハロゲン結合やルイス酸－塩基相互作用で安定化する分子設計を提案し、この指針に基づいてレアメタルを含まない燐光材料および燐光－蛍光二重発光材料を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
市販のジメトキベンゼンから、ヨウ素化、ジリチオ化、炭酸ガスへの付加によるカルボキシル化、ワインレブアミド化、グリニャール付加、脱メチル化を経て、1,4－ジベンゾイル－2,5－ジヒドロキシベンゼンを調製したのち、フェノール性水酸基をクロロメチルシランによるシリルメチル化とクロロシランを用いたシリル化することにより、対応する1,4－ジベンゾイル－2－シロキシ－5－（シリルメチルオキシ）ベンゼンを合成した。得たジベンゾイルベンゼンは、室温真空下において緑色（発光極大波長５００－５１１ナノメートル）のりん光を良好な量子収率（Φ＝0.40－0.58）、ミリ秒オーダーの寿命（4.4－64 ms）で発することを明らかにした。また、ポリ（メチルメタクリレート）（PMMA）薄膜に分散した状態においても、このジベンゾイルベンゼンは室温真空下、同様に緑色りん光を発することを見出した。その場合、量子収率は0.07－0.11、発光寿命は17－79ミリ秒であった。以前に、1,4－ジベンゾイル－2,5－ジシロキシベンゼンは結晶状態では緑色りん光を示す一方、PMMA薄膜中ではりん光を全く示さなかったこと、1,4－ジベンゾイル－2,5－ビス（シリルメトキシ）ベンゼンは結晶状態とPMMA薄膜分散状態の両方で室温りん光を示すことを明らかにしていたが、高分子薄膜に分散した状態でも室温りん光を実現するのに、シリルメトキシ基は一つでも十分であることが明らかになり、りん光性高分子材料の創製指針として有用な知見が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実績の概要で述べたように、1,4－ジベンゾイル－2－シロキシ－5－（シリルメチルオキシ）ベンゼンが結晶状態および高分子薄膜に分散した状態で室温りん光を示す材料となることを明らかにした。また、電子供与基としてシリル基置換アリールオキシ基を有する1,4－ジベンゾイルベンゼンの結晶が、室温真空下において緑色りん光を量子収率0.36で示すことも明らかになり、含ケイ素アリールオキシ基をドナーとする分子設計の有効性を確認できた。以上のことから、概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
分子内電子的相互作用による励起三重項状態の安定化を意図した分子設計を基盤にして、シリル基置換アリールオキシ基を有する1,4－ジベンゾイルベンゼン、2,5－ジオキシ－1,4－ビス（オルト位置換アロイル）ベンゼンを基盤とするりん光材料および蛍光ーりん光二重発光材料の開発を継続するとともに、2,5-ジメトキシテレフタル酸ジエステルの二重発光性の解明を進めていく計画である。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
