2012 Fiscal Year Annual Research Report
Development of New pi-Conjugated Element Blocks Based on Heavy Main Group Element
| Project Area | Creation of Element-Block Polymer Materials |
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| Project/Area Number |
24102005
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
大下 浄治 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90201376)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大山 陽介 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60403581)
水雲 智信 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90436676)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 高分子合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
重元素架橋したπ電子系では、σ-π共役や重原子効果といったその元素特有の電子・量子効果によって、キャリア親和性・発光性などの新しい機能を発現することができる。このような元素架橋π電子系を元素ブロックとして新たに提案するため、本年度は、後周期典型元素を含むσ-骨格をコアとする分子を合成するとともに、その物性・電子状態を明らかにし、元素架橋の効果を検討した。比較物質またはモデルとしてケイ素架橋体の合成も行った。
１．架橋部にケイ素、ゲルマニウム、スズ、アンチモンなどの典型元素を含む縮環型と星型の2種類のオリゴチオフェン系元素ブロックを合成した。また、これらの高分子化を検討するため、官能基の導入を検討した。このうち、ゲルマニウム架橋縮環体については、ポリマーにすることができ、それらが有機トランジスタ、薄膜太陽電池へ応用できることを見出した。同種のケイ素等価体がこのような機能を示さないこととは対照的であり、元素の効果を確認することができた。また、スズ架橋体では、結晶化有機発光という珍しい現象を示すことが分かった。
２．ビピリジルをケイ素、ゲルマニウム架橋した分子を初めて合成した。低温ではあるが、りん光発光を示すことが分かり、発光材料として有望であることを明らかにした。
３．異種の元素ブロックの相互作用を利用する目的で、ケイ素架橋オリゴチオフェンポリマーにピリジン環を導入しそれをホウ素をベースとする元素ブロックと錯形成させることで、電子物性をチューニングできることを見出した。
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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
当初の計画通りにほぼ進行している。計画していた合成のうち、ゲルマニウム架橋の星型オリゴチオフェンは、収率が向上せず、高分子化するところまで検討が至っていない。また、元素ブロックへの官能基の導入もハロゲン、スズ置換基以外では、すべて順調とは言えない。しかし、計画以上に、スズ原子の導入に成功し、前倒しで、元素ブロック同士の相互作用の検討も進めることができた。総合して、順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、さらに合成した元素ブロックのシミュレーション、物性評価を中心に行い、機能開発、高機能化につなげる。また集積・高分子化のための官能基修飾をされに検討し、効率よいポリマー化へのアプローチを行う。また、新しい元素ブロックの合成も検討する。これらを領域の他研究者との効果的な共同研究によって、新しい展開を求める。
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