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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Synthesis and Development of White Fluorescent Polymer Illuminant bearing Photoresponsive Switching Function

Research Project

Project/Area Number 15K13706
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

赤木 和夫  京都大学, 工学研究科, 教授 (20150964)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords芳香族共役ポリマー / 白色発光 / 七色蛍光 / 光応答性 / ジチエニルエテン / 光スイッチング / ナノ粒子
Outline of Annual Research Achievements

本研究の第1の目標である、側鎖の光応答性部位の開環・閉環を伴う光異性化を通じて、各ポリマー主鎖のRGB蛍光および白色蛍光の発光と消光を可逆的にスイッチングすること、第二の目標である、白色蛍光と各RGB蛍光とのスイッチングを光で制御することも成功した。また、ポリマーナノ粒子からなるキャスト薄膜を調製して、ナノ粒子からなる溶液の場合と同様に、薄膜状態での光応答性スイッチング機能を実現することができた。
さらに、レインボーカラーと称せられる七色の蛍光発光の芳香族共役ポリマーの側鎖に、光応答性のジチエニルエテン部位を導入し、側鎖のジチエニルエテン部位の開環と閉環をもたらす光異性化により、主鎖の発光を可逆的に発光と消光をスイッチングし、七色の発光と消光を光照射で制御することも成功した。具体的には、
1.七種類の芳香族共役ポリマーおよび共役コポリマー(P1~P7)を合成し、これらのポリマーの側鎖に、それぞれ光応答性ジチエニルエテン部位(DE)を導入した。
2.各ポリマーに紫外光および可視光を照射することで、側鎖のDEが閉環および開環し、それに伴い、七色の蛍光色が発光および消光することを分光学的に示した。紫外・可視光の照射を繰り返すことで、蛍光の発光と消光の繰り返し耐久性を明らかにした。
3. 七色発光のポリマーのナノ粒子を調製した後、ナノ粒子からなる溶液およびキャストフィルムを調製し、七色蛍光の発光と消光をスイッチング制御することを可能とした。

  • Research Products

    (26 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 8 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 5 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Aligned Carbon and Graphite Fibers Prepared from Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Single Crystals Synthesized by Solid-State Polymerization and Their Supercapacitor Performance2017

    • Author(s)
      B. Yan, S. Matsushita, K. Akagi
    • Journal Title

      J. Mater. Chem. C

      Volume: 5 Pages: 3823-3829

    • DOI

      10.1039/c7tc00709d

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chiroptical Resolution and Thermal Switching of Chirality in Conjugated Polymer Luminescence via Selective Reflection using a Double-Layered Cell of Chiral Nematic Liquid Crystal2017

    • Author(s)
      J. Yan, F. Ota, B. A. San Jose, K. Akagi
    • Journal Title

      Adv. Funct. Mater.

      Volume: 27 Pages: 1604529-1604539

    • DOI

      10.1002/adfm.201604529

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Apparent Power Law Scaling of Variable Range Hopping Conduction in Carbonized Polymer Nanofibers2016

    • Author(s)
      K. H. Kim, S. Lara-Avila, H. Kang, H. He, J. Eklof, S. J. Hong, M. Park, K. Moth-Poulsen, S. Matsushita, K. Akagi, S. Kubatkin, Y. W. Park
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 6 Pages: 37783-37791

    • DOI

      10.1038/srep37783

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Morphology-Controlled Carbon and Graphitic Films Prepared from Helical PEDOT Films as Precursors via Solid-State Carbonization2016

    • Author(s)
      B. Yan, S. Matsushita, K. Akagi
    • Journal Title

      Chem. Mater.

      Volume: 28 Pages: 8781-8791

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.6b04355

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Liquid Crystallinity-Enforced Chirality Transfer from Chiral Monosubstituted Polyacetylene Copolymer to Poly(para-phenyleneethynylene)2016

    • Author(s)
      B. A. San Jose, S. Matsushita, K. Akagi
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 49 Pages: 7703-7708

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.6b01952

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Helically Assembled Pyrene Arrays on an RNA Duplex that Exhibit Circularly Polarized Luminescence with Excimer Formation2016

    • Author(s)
      M. Nakamura, J. Suzuki, F. Ota, T. Takada, K. Akagi, K. Yamana
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 22 Pages: 9121-9124

    • DOI

      10.1002/chem.201602043

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Morphology-Controlled Carbonaceous and Graphitic Materials Prepared from Conjugated Polymers as Precursors through Solid-State Carbonization2016

    • Author(s)
      S. Matsushita, B. Yan, M. Kyotani, K. Akagi
    • Journal Title

      Synth. Met.

      Volume: 216 Pages: 103-112

    • DOI

      10.1016/j.synthmet.2015.09.010

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 光で光を制御する ― 光応答性白色および虹色カラー発光体の創成2016

    • Author(s)
      渡辺和誉, 赤木和夫
    • Journal Title

      化学

      Volume: 71 Pages: 32-37

    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Helical Structures and Chiroptical Properties of Multifunctional Conjugated Polymers2017

    • Author(s)
      K. Akagi
    • Organizer
      29th International Symposium on Chirality (Chirality 2017)
    • Place of Presentation
      Waseda University International Conference Center (Shinjuku-ku, Tokyo, Japan)
    • Year and Date
      2017-07-09 – 2017-07-12
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Conjugated Polymers-Based Multifunctional Materials with Photoresponsive Helical Structures and Chiroptical Properties2017

    • Author(s)
      K. Akagi
    • Organizer
      Energy Materials Nanotechnology (EMN) Meeting on Smart and Multifunctional Materials
    • Place of Presentation
      Mercure Roma West (Rome, Italy)
    • Year and Date
      2017-06-24 – 2017-06-28
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] キラル液晶場での光カチオン重合によるヘリカルネットワークポリマーの合成とその円偏光発光特性2017

    • Author(s)
      楠 賢、稲垣拓也、赤木和夫
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ (千葉県千葉市)
    • Year and Date
      2017-05-29 – 2017-05-31
  • [Presentation] 多重分子間相互作用を利用したキラルおよびアキラル芳香族共役系ポリマー間でのキラリティ転写2017

    • Author(s)
      原田恭佑、野津賢祐、赤木和夫
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • Year and Date
      2017-05-29 – 2017-05-31
  • [Presentation] キラル置換型ポリメタフェニレンエチニレン誘導体の凝集状態でのキラル反転2017

    • Author(s)
      日高将智、閻柏如、松下哲士、赤木和夫
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • Year and Date
      2017-05-29 – 2017-05-31
  • [Presentation] キラルネマチック相を示す液晶性イオン液体の合成と不斉電解重合への応用2017

    • Author(s)
      和田浩平、山川勝平、赤木和夫
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ (千葉県千葉市)
    • Year and Date
      2017-05-29 – 2017-05-31
  • [Presentation] 液晶と共役ポリマーとの融合化学の開拓と展開(Development and Progress of Interdisciplinary Chemistry Based on Integration of Liquid Crystals and Conjugated Polymers)2017

    • Author(s)
      赤木和夫
    • Organizer
      日本化学会
    • Place of Presentation
      慶応大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-19
    • Invited
  • [Presentation] キラル液晶の選択反射を用いた共役ポリマー発光のキラル分割と熱的スイッチング2016

    • Author(s)
      赤木和夫
    • Organizer
      日本化学繊維研究所第74回講演会
    • Place of Presentation
      京都大学桂ホール(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-11-10
    • Invited
  • [Presentation] 芳香族系キラル側鎖を有する二置換ポリアセチレンの合成と円偏光発光特性2016

    • Author(s)
      大田冬木、赤木和夫
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学 横浜キャンパス (神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] π-π相互作用と水素結合を利用した芳香族共役系ポリマー凝集体の構築とその光学特性2016

    • Author(s)
      原田恭佑、野津賢祐、赤木和夫
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学 横浜キャンパス (神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] キラル側鎖を有するポリジフェニルアセチレン誘導体の合成と光学特性2016

    • Author(s)
      松山大起、大田冬木、赤木和夫
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学 横浜キャンパス (神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] 温度により多重キラル反転する不斉液晶の開発2016

    • Author(s)
      大門幸生、坪井一俊、赤木和夫
    • Organizer
      日本液晶討論会
    • Place of Presentation
      大阪工業大学 大宮キャンパス(大阪府大阪市)
    • Year and Date
      2016-09-05 – 2016-09-07
  • [Presentation] 軸不斉ビナフチル部位と光応答性ジアリールエテン部位を架橋したキラル化合物の合成と不斉液晶場の構築2016

    • Author(s)
      森川陽太、植田健太、赤木和夫
    • Organizer
      日本液晶討論会
    • Place of Presentation
      大阪工業大学 大宮キャンパス(大阪府大阪市)
    • Year and Date
      2016-09-05 – 2016-09-07
  • [Presentation] キラルネマチック相を示す液晶性イオン液体の合成と不斉電解重合への応用2016

    • Author(s)
      和田浩平、山川勝平、赤木和夫
    • Organizer
      日本液晶討論会
    • Place of Presentation
      大阪工業大学 大宮キャンパス(大阪府大阪市)
    • Year and Date
      2016-09-05 – 2016-09-07
  • [Presentation] Hierarchically Assembled Conjugated Polymers with Photoresponsive Helical Structures and Chiroptical Properties2016

    • Author(s)
      K. Akagi
    • Organizer
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM2016)
    • Place of Presentation
      Guangzhou Baiyun International Convention Center (Guangzhou, China)
    • Year and Date
      2016-06-26 – 2016-07-01
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Functional Organic and Hybrid Nanostructured Materials: Fabrication, Properties, and Applications, “Functional Nanostructured Conjugated Polymers”2017

    • Author(s)
      S. Matsushita, B. A. San Jose, K. Akagi
    • Total Pages
      in press
    • Publisher
      Wiley-VCH
  • [Book] 日本の高分子科学技術史 第2巻2016

    • Author(s)
      赤木和夫
    • Total Pages
      252(58-61)
    • Publisher
      高分子学会
  • [Remarks] 研究紹介

    • URL

      http://www.fps.polym.kyoto-u.ac.jp/research.html

URL: 

Published: 2018-01-16  

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