2013 Fiscal Year Annual Research Report
精密分子設計による光応答を指向した超分子材料の開拓
| Project Area | Science on Function of Soft Molecular Systems by Cooperation of Theory and Experiment |
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| Project/Area Number |
25104011
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
中西 尚志 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 主幹研究員 (40391221)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 超分子 / 光応答 / 自己組織化 / 気-液界面 / 発光 |
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| Research Abstract |
精密に分子設計されたπ共役化合物の分子間相互作用を巧みに制御し、自己組織化的に形成する新規な柔らかい集合体を構築するととみに、それらを活用したユニークな光応答材料の構築を目指し研究を遂行している。特に、コレまで合成化学的および分光学的に未開拓であったソフトなπ共役分子集合体群、具体的には、フラーレンなどの非平面性π共役骨格を含む分子の無限集合体、アントラセンなどの平面状π共役骨格を含む分子の有限集合体などを研究対象とする。実際に、フラーレン系もアントラセン系も目的に応じた新しく分子設計された分子群を合成し、その超分子組織構造の構築、光おより光電子機能の検討まで取り組んだ。これら分子群で得られる結果は、合成化学を基盤としており、材料応用を指向するマクロスケール無限系から基礎原理を追求するナノスケール有限系集合体まで、分光解析評価のための新しい実験系を提供すると共に、計算化学からの解析・分析も可能な系として研究が遂行されている。
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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
平成25年度の研究では、様々な分岐アルキル鎖長の側鎖をアントラセンコアに導入することで、固体と液体、非常に結晶加速度の遅い液体（固体）など、液体物質の相挙動の本質を理解することに成功した。その際、購入導入した高感度DSCを使用し、アントラセン液体の熱挙動をモニタリングして研究に役立てた。当初は、素材としてピレンを用いる予定ではあったが、合成に少し手間取ったために、比較的容易に合成が達成できるアントラセン系で知見を得ることを、限られた半年の研究期間でのターゲットとした。アントラセンは青色発光を示すため、各相状態における発光機能を蛍光スペクトル、蛍光量子収率測定より検討した。現在、蛍光寿命測定の計画を立てている段階である。これら相挙動と発光機能の相関を理解するために、低温および温度依存性の蛍光特性の解明も同時に行っており、本アントラセン液体系の構造と機能の相関に関して鶏鳴を急いでいる段階であり、約80％は理解できてきた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度からは、アントラセンに加えてピレンを発光性分子基材として研究対象に加える。その理由は、ピレンの発光特性は取り込まれる分子環境に大きく依存する。環境場の柔らかさによる分子発光機能の制御、理解といった内容が、本研究領域の柔らかさの本質を解明するターゲットとして最適であると判断した。ピレンをコアとして、分岐のアルキル差を2本、4本、8本と導入数を変化させ、無溶媒状態におけるピレンコアの隔離・孤立度をその吸収および発光機能より正確に理解する。その際、同領域内の最先端計測技術を持つ研究者らとの共同研究を行う。
一方、フラーレンを基材とする分子系では、定常最安定状態であるアモルファス液体状態にアルキル鎖成分もしくはフラーレン成分を添加することにより、配向性の組織構造の構築を行う。物理的な柔らかさに加え、分子内成分と同様の成分分子の添加による、もう片方の成分の組織化を助長するといった新しい自己組織化の概念を確立する。
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[Presentation] π共役分子常温液体2014
Author(s)
中西尚志
Organizer
日本化学会第94回春季年会
Place of Presentation
名古屋大学東山キャンパス、名古屋
Year and Date
20140327-20140330
Invited
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