2017 Fiscal Year Annual Research Report
光機能性ポリマー球体の高次連結による光学メタマテリアルの開発
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16H02081
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
山本 洋平 筑波大学, 数理物質系, 教授 (40589834)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鍋島 達弥 筑波大学, 数理物質系, 教授 (80198374)
神原 貴樹 筑波大学, 数理物質系, 教授 (90204809)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 自己組織化 / デンドリマー / π共役ポリマー / 共振器 / レーザー / 発光 / 錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
π共役ポリマーからなるマイクロ光共振器の構築と、レーザー発振特性の発現を実現した。球体共振器に関しては、赤外発光を示す共振器の形成、および球体形成メカニズムについて詳細に検討し、それぞれ論文発表した。また、球体からのWGMレーザー発振に関して、論文発表を行った。さらに、π共役デンドリマーの自己組織化に関する研究を進め、ポーラス結晶の形成とガスや蒸気の吸着特性、それに伴う発光特性変化について論文発表を行った。
また、チオフェンやセレノフェンなどのカルコゲノフェンをBODIPYに導入した化合物を各種合成し、光学特性（吸収、発光）の著しい長波長シフトを達成した。十分に高い蛍光発光を示すにもかかわらず、一重項酸素の優れた増感剤ともなるBODIPY誘導体の合成にも成功し、バイオイメージングと光線力学療法を同時に達成しうるリード化合物を開発することができた。
さらに、ワンポット合成技術による高分子半導体の合成について検討した。芳香族モノマーの C-H 結合を反応点する直接的アリール化重合反応は、従来法に比べて環境調和性が高く、安価で入手容易な原料を利用して π 共役高分子を合成することができるが、この合成法で は、依然として純度の高いジハロゲン化芳香族化合物を事前に調製する必要がある。これに対して、芳香族化合物の臭素化と直接的アリール化反応を連続的に進行させるワンポット合 成技術を開発した。この手法では、反応物を反応容器に順に投入し、2 段階の反応を連続的に行い、これにより有機金属のみならず、有機ハロゲン化物の事前調製も必要とせずに、2 種類の芳香族 化合物を直接出発原料として利用して π 共役高分子を得ることができた。
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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
計画していた通り、研究を進めることが出来た。また、予想外の結果がいくつかでており、それらについても論文発表を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
自己組織化マイクロ構造体の基板表面への周期配列構造の形成、発光ON/OFF制御、WGM Splittingなど、作成した共振器の特性制御とメタマテリアルとしての特性発現に関して研究を進める。また、その材料として、新たな共役ポリマーや有機低分子、金属錯体の合成を進める。
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| Remarks |
プレスリリース「多数の金属で分子を捕まえる大環状分子を開発」チオフェンやセレノフェンなどのカルコゲノフェンをBODIPYに導入した化合物を各種合成し、光学特性（吸収、発光）の著しい長波長シフトを達成した。十分に高い蛍光発光を示すにもかかわらず、一重項酸素の優れた増感剤ともなるBODIPY誘導体の合成にも成功し、バイオイメージングと光線力学療法を同時に達成しうるリード化合物を開発することができた。
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