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Development of Monolayers with Aggregation-Induced Emission for Transparent Luminescent Materials

Research Project

Project/Area Number 21K14499
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 28030:Nanomaterials-related
Research InstitutionTokyo University of Technology

Principal Investigator

Iritani Kohei  東京工科大学, 工学部, 助教 (60815124)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords凝集誘起発光 / 単分子膜 / 気液界面 / 両親媒性分子 / テトラフェニルエチレン / 透明発光体 / 発光性材料 / 凝集有機発光
Outline of Research at the Start

近年、我々の生活の質の向上のために自動車のフロントガラスやパーティションなどの透明材料に利用される透明発光体の開発が進められている。本研究では、凝集状態でも効率よく発光する凝集誘起発光性分子を用いて単分子膜を構築し、その発光挙動を調査することを目的とする。発光性単分子膜を利用することで透明性を維持したまま軽量でフレキシブルな発光体への応用が期待される。さらに、単分子膜を形成する分子の中心骨格に電子供与もしくは吸引基を導入することで単分子膜の発光波長を制御することにも挑む。

Outline of Final Research Achievements

In order to form a luminescent monolayer at the air/water interface, a tetraphenylethylene (TPE) derivative with a hydrophilic group was synthesized. Using a Langmuir-Blodgett (LB) trough, a fluorescent thin film was successfully constructed. AFM observations after transfer to a solid substrate revealed that the thin film was uniform and had a monolayer thickness. In the case of TPE with alkyl groups, a thermal-stable film was be obtained due to repulsion between the alkyl groups. Furthermore, a film was formed in the same manner using a molecule in which the π-conjugated core of TPE was extended. Although no change was observed in the emission wavelength, it was found that the film-forming ability was improved by increasing the hydrophilicity of the hydrophilic group. These results are significant and will be of great help in designing molecules that construct luminescent monolayers.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、凝集誘起発光性分子を用いた単分子膜を構築し、その発光波長を制御することを目的とする。従来の透明蛍光体の製法は、蛍光物質の微粒子化やレアメタルを用いる方法があるが、微粒子化が困難であることや原料が高価であることなどの課題があった。これに対して、本研究では安価かつ軽量性やフレキシブル性を維持した透明発光体の形成が可能である。さらに単分子膜という有機化合物の使用量を低減できるサステイナブルな材料という側面もあり、大きな社会的意義がある。また、これまでに積極的に発光性単分子膜を作製した例はなく、二次元的な膜構造に起因する物質の発光挙動を解明することは学術的にも意義があると言える。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2022 2021

All Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] 凝集誘起発光性分子の精密配列に基づく発光性単分子膜の構築2023

    • Author(s)
      入谷康平、幾田慶次郎、松原由卓、小林亜由美、山下俊
    • Organizer
      第72回高分子討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 凝集有機発光性単分子膜の構築におけるビルディングブロックの骨格が及ぼす影響2023

    • Author(s)
      長澤天徒、入谷康平、小林亜由美、山下俊
    • Organizer
      第72回高分子討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 気液界面において形成する凝集誘起発光性テトラフェニルエチレン誘導体の単分子膜の発光挙動2023

    • Author(s)
      長澤天徒、入谷康平、小林亜由美、山下俊
    • Organizer
      第97回武蔵野地区高分子懇話会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] テトラフェニルエチレン誘導体を主鎖に含むポリブチレンサクシネートフィルムの二波長同時変換機能2023

    • Author(s)
      武井佑太、入谷康平、小林亜由美、山下俊
    • Organizer
      第72回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 気液界面におけるテトラフェニルエチレン誘導体の凝集誘起発光性単分子膜の形成2022

    • Author(s)
      入谷康平、幾田慶次郎、松原由卓、山下俊
    • Organizer
      第32回日本MRS年次大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Construction of Monolayer with Aggregation-Induced Emission Effect at the Air/Water Interface using Tetraphenylethylene Derivative Having Long Alkyl Chains2021

    • Author(s)
      Kohei Iritani, Yoshitaku Matsubara, Keijiro Ikuta, Takashi Yamashita
    • Organizer
      38th International Photopolymer Conference (ICPST-38)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 気液界面において形成する凝集誘起発光性単分子膜の発光波長の制御に関する研究2021

    • Author(s)
      森山誠大、入谷康平、山下俊
    • Organizer
      第93回 武蔵野地区高分子懇話会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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