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Realization of highly efficient electron transport system based on the disturbance suppression by supramolecular structure

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of novel light energy conversion system through elucidation of the molecular mechanism of photosynthesis and its artificial design in terms of time and space
Project/Area Number 18H05158
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

寺尾 潤  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00322173)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywordsロタキサン / エキシプレックス発光 / シクロデキストリン / 温度センサ / スライド運動 / ピレン / 分子ワイヤ / 超分子化学 / 電荷輸送特性 / 電荷分離 / 有機-無機ハイブリットデバイス / 被覆型接合分子 / 被覆効果 / サイクリックボルタンメトリー / 接合密度 / 共役分子 / 超分子 / 酸化物 / 有機無機界面
Outline of Annual Research Achievements

完全メチル化シクロデキストリンと各軸長のピレン軸を持つ[3]ロタキサンを用いて、完全メチル化シクロデキストリンのスライド運動を熱刺激により活性化させることで発光色が変化することを明らかにしている。まず、各軸長の[3]ロタキサンの熱活性化スライド運動について温度可変型H NMRスペクトルを用いて考察しており、中軸長の[3]ロタキサンが室温下においてほぼ完全にピレンステーションが完全メチル化シクロデキストリンによって被覆されている一方で、高温では完全メチル化シクロデキストリンのスライド運動によって非被覆状態のピレンステーションの割合が増加したことを明らかにしている。また、短軸長の[3]ロタキサンでは、軸長の短さにより完全メチル化シクロデキストリンが十分にスライドせずピレンステーションは被覆されたままであり、長軸長の[3]ロタキサンでは、軸の長さによりエチレングリコール鎖上に環状分子が存在する確率が増加することで室温条件下においても非被覆状態となっていることが明らかとなった。中軸長の[3]ロタキサンのように温度によって被覆状態と非被覆状態を切り替えることが可能となる性質を利用し、熱刺激による発光色変化へ研究を展開した。ピレンは通常、紫外光照射により青色のモノマー発光を示すが、N,N-ジメチルアニリンのようなドナー性の分子存在下ではより長波長のエキシプレックス発光を示すことが知られている。その特性と[3]ロタキサンの温度による被覆、非被覆状態の切り替えを利用し、被覆状態のピレンステーションのモノマー発光と非被覆状態のピレンステーションのエキシプレックス発光の割合を変化させることで、熱刺激による発光色変化を達成した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2019 2018

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 8 results)

  • [Journal Article] Synthetic Methodology for Structurally defined and Unidirectional Insulated Molecular Wires via Iterative Intramolecular Slippage2019

    • Author(s)
      Sheng-Ying Chou, Hiroshi Masai, Susumu Tsuda, Jun Terao
    • Journal Title

      Chem. Asian J.

      Volume: 印刷中 Issue: 10 Pages: 1667-1671

    • DOI

      10.1002/asia.201801706

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthesis and Acid-Responsiveness of an Insulated p-Conjugated Polymer containing Spiropyrans in its Backbone2019

    • Author(s)
      Hiromichi V. Miyagishi, Takashi Tamaki, Hiroshi Masai, Jun Terao
    • Journal Title

      Molecules

      Volume: 24 Issue: 7 Pages: 1301-1301

    • DOI

      10.3390/molecules24071301

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Platinum-Acetylide Crosslinkers for Facile Preparation of Phosphorescent Commodity Polymer Networks with Defect-Free Chromophores2019

    • Author(s)
      Go M. Russell, Hiroshi Masai
    • Journal Title

      Mater. Let.

      Volume: 247 Pages: 182-184

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2019.03.123

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthetic Methodologies for Structurally Defined Linked-[n]Rotaxanes with Permethylated Cyclodextrins: Platform for Functionalized Molecular Electronics2019

    • Author(s)
      Masai Hiroshi、Terao Jun
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 92 Issue: 3 Pages: 529-539

    • DOI

      10.1246/bcsj.20180349

    • NAID

      130007614664

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two-step template method for synthesis of axis-length-controlled porphyrin-containing hollow structures2019

    • Author(s)
      Chiba Yusuke、Oka Yuki、Masai Hiroshi、Matsuda Wakana、Fujihara Tetsuaki、Tsuji Yasushi、Terao Jun
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 55 Issue: 47 Pages: 6755-6758

    • DOI

      10.1039/c9cc02866h

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rational Method of Monitoring Molecular Transformations on Metal-Oxide Nanowire Surfaces2019

    • Author(s)
      C. Wang, T. Hosomi, K. Nagashima, T. Takahashi, G. Zhang, M. Kanai, H. Zeng, W. Mizukami, N. Shioya, T. Shimoaka, Y. Aoki, J. Terao, T. Hasegawa and T. Yanagida
    • Journal Title

      Nano Lett.

      Volume: 19 Issue: 4 Pages: 2443-2449

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.8b05180

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Reversible and Stable Redox Behavior of a Pt(II) Bis(dithiobenzoate)-type Complex Attributed to Rotaxane-based Stabilization2018

    • Author(s)
      Ryosuke Harada, Takuro Hosomi, Hiroshi Masai, Jun Terao
    • Journal Title

      Tetrahedron Lett.

      Volume: 59 Issue: 30 Pages: 2930-2933

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2018.06.034

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ロタキサン構造を有する単分子性機能材料の合成2019

    • Author(s)
      寺尾潤
    • Organizer
      日本化学会 春季年会
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    • Invited
  • [Presentation] ビルドアップ型分子デバイスの創製2019

    • Author(s)
      寺尾潤
    • Organizer
      東京大学 大学院工学系研究科 応用化学専攻談話会
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    • Invited
  • [Presentation] 被覆型含金属分子ワイヤの合成とセンサ材料への応用2019

    • Author(s)
      寺尾潤
    • Organizer
      錯体化学関東支部若手の会
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    • Invited
  • [Presentation] クロスカップリング反応を基軸とする超分子型高分子デバイスの創成2019

    • Author(s)
      寺尾潤
    • Organizer
      関東高分子若手研究会
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      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ロタキサン構造を有する被覆型機能性分子ワイヤの合成と高分子デバイスの創成2019

    • Author(s)
      寺尾潤
    • Organizer
      中国四国地区高分子講演会
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    • Invited
  • [Presentation] 被覆型含金属分子ワイヤの合成とセンサ材料への応用2018

    • Author(s)
      寺尾潤
    • Organizer
      錯体化学関東支部若手の会
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  • [Presentation] クロスカップリング反応を基軸とする超分子型高分子デバイスの創成2018

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      寺尾潤
    • Organizer
      関東高分子若手研究会
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    • Invited
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    • Author(s)
      寺尾潤
    • Organizer
      中国四国地区高分子講演会
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    • Invited

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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