| Project/Area Number |
22KJ2156
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| Project/Area Number (Other) |
22J12961 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 33010:Structural organic chemistry and physical organic chemistry-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小村 真央 大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 室温りん光 / 発光性材料 / 1,2-ジケトン / メタルフリー / 光応答 / 配座異性化 |
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| Outline of Research at the Start |
りん光は有機ELで理論上100％の発光効率を達成しうる重要な現象であり、発光過程と非発光過程の速度定数の比で効率は決まる。金属を含まない有機分子による高効率な室温でのりん光の実現が望まれているが、りん光速度定数kpが金属錯体よりも非常に小さく、競争する非発光過程によって効率が低下する問題がある。従来は非発光過程の抑制を重視し、結晶状態で室温りん光を示す有機分子が報告されてきた。しかし結晶性材料は格子欠陥などに伴う物性の低下が懸念され、フレキシブル材料への応用は困難であるうえ、これらの有機りん光材料は未だりん光効率が低い。これに対し本研究ではkpの向上により高効率な有機りん光材料の開発を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
溶液中で高効率なりん光を示す金属錯体の速度定数と比較して、現状高効率とされている有機分子のりん光速度定数は1000分の1ほどの値しかない。本研究は金属錯体に迫る大きなりん光速度定数を持つ分子を開発するものである。具体的には独自のヘテロ芳香族ジケトン骨格を基盤とし、理論に基づいた分子設計指針をもとに実際に分子を合成し、測定することにより、分子構造とりん光速度定数との相関を明らかにしていく。
本年度は主に側鎖構造およびヘテロ芳香族環の構造を変更したジケトン類縁体についての検討を行った。分子科学研究所の計算機を用いて理論上のりん光速度定数を算出し、大きなりん光速度定数を示すことが期待できる分子をいくつか選定した。この候補分子についていくつか実際に合成を行ったところ、基準とするヘテロ芳香族ジケトンのりん光速度定数よりも値が向上した。またこの値は理論値との相関がみられ、当初設定した仮の分子設計指針の妥当性が支持された。
なお本研究過程で合成したヘテロ芳香族環ジケトン類縁体は結晶状態において紫外光によって融解する性質を示した。この研究成果についてまとめた論文はイギリスの学術機関である王立化学会のChemical Science誌に受理され、2023 Chemical Science HOT Article collectionとして紹介、本研究成果を描いたカ バーアートはInside front coverとして採択されたほか、所属大学からもプレスリリースされた。またこの成果について1件海外で学会発表を行った。
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