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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Development of Luminescent Mechanochromic Materials Exhibiting Novel Functionality

Research Project

Project/Area Number 16H06034
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

関 朋宏  北海道大学, 工学研究院, 助教 (50638187)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords金錯体 / メカノクロミズム / 発光 / 相転移 / 刺激応答性 / X線
Outline of Annual Research Achievements

発光性メカノクロミズムとは、こする・すりつぶすなどの機械的刺激により、固体の発光の色が変化する現象のことである。本研究の目的は、従来とは異なる付加価値のある特徴を有する発光性メカノクロミック材料を体系的に開発することである。具体的には、分子アクチュエーターを利用したメカノクロミズムや、不斉、赤外発光性、複数刺激応答特性を有するメカノクロミック分子を新規に、かつ体系的に開発することを目的とし、革新的で奇抜なメカノクロミック材料の開発を試みた。

本年度は、細孔を有する金錯体の合成を達成した。この金錯体は結晶化によって、錯体が自己集合し結晶化溶媒を包接した結晶を与えた。X線構造解析の結果、包接溶媒がキャビティーを形成しており、すなわち結晶が細孔性を有することが明らかとなった。別の小分子の蒸気を暴露することで、細孔に包接されたゲスト分子を入れ替えることができ、それにより発光色が切り替わることが明らかとなった。金錯体からなる刺激応答性細孔性材料はこれまでに例が少なく、極めて珍しい。金イソシアニド錯体が元来有する刺激応答性を発現すれば、新規の細孔性分子結晶材料として応用が可能になる。また、単結晶構造をもとにした量子化学計算を行うことで、この細孔性金錯体結晶のフォトルミネッセンスがMMLCT遷移に基づくことと、結晶化によってエネルギー的に安定化していることも明らかにしている。この結果については現在論文執筆中である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2019 2018

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Dependence of Absorption and Emission Spectra on Polymorphs of Gold(I) Isocyanide Complexes: Theoretical Study with QM/MM Approach2019

    • Author(s)
      Aono Shinji、Seki Tomohiro、Ito Hajime、Sakaki Shigeyoshi
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 123 Pages: 4773~4794

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b10602

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Luminescent mechanochromism of gold N-heterocyclic carbene complexes with hypso- and bathochromic spectral shifts2019

    • Author(s)
      Seki Tomohiro、Kashiyama Kentaro、Ito Hajime
    • Journal Title

      Dalton Transactions

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1039/C9DT00566H

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anisotropic strain release in a thermosalient crystal: correlation between the microscopic orientation of molecular rearrangements and the macroscopic mechanical motion2019

    • Author(s)
      Seki Tomohiro、Mashimo Takaki、Ito Hajime
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1039/C8SC05563G

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A meta-diisocyanide benzene-based aryl gold isocyanide complex exhibiting multiple solid-state molecular arrangements and luminescent mechanochromism2018

    • Author(s)
      Seki Tomohiro、Ida Kentaro、Ito Hajime
    • Journal Title

      Materials Chemistry Frontiers

      Volume: 2 Pages: 1195~1200

    • DOI

      10.1039/C8QM00074C

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spin-orbit coupling dependent energy transfer in luminescent nonanuclear Yb-Gd / Yb-Lu clusters2018

    • Author(s)
      Omagari Shun、Nakanishi Takayuki、Kitagawa Yuichi、Seki Tomohiro、Fushimi Koji、Ito Hajime、Meijerink Andries、Hasegawa Yasuchika
    • Journal Title

      Journal of Luminescence

      Volume: 201 Pages: 170~175

    • DOI

      10.1016/j.jlumin.2018.04.049

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Light-regulated crystal growth of π-conjugated luminophores in an azobenzene matrix2018

    • Author(s)
      Kobayashi Takuji、Kitamoto Yuichi、Hirai Yu、Kajitani Takashi、Seki Tomohiro、Yagai Shiki
    • Journal Title

      Communications Chemistry

      Volume: 1 Pages: 58

    • DOI

      10.1038/s42004-018-0061-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spiral Eu(iii) coordination polymers with circularly polarized luminescence2018

    • Author(s)
      Hasegawa Yasuchika、Miura Yui、Kitagawa Yuichi、Wada Satoshi、Nakanishi Takayuki、Fushimi Koji、Seki Tomohiro、Ito Hajime、Iwasa Takeshi、Taketsugu Tetsuya、Gon Masayuki、Tanaka Kazuo、Chujo Yoshiki、Hattori Shingo、Karasawa Masanobu、Ishii Kazuyuki
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 54 Pages: 10695~10697

    • DOI

      10.1039/C8CC05147J

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A gold isocyanide complex with a pendant carboxy group: orthogonal molecular arrangements and hypsochromically shifted luminescent mechanochromism2018

    • Author(s)
      Seki Tomohiro、Kobayashi Koh、Mashimo Takaki、Ito Hajime
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 54 Pages: 11136~11139

    • DOI

      10.1039/C8CC06490C

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and Evaluation of a 1,3a,6a-Triazapentalene (TAP)-Bonded System2018

    • Author(s)
      Ito Masami、Mera Akane、Mashimo Takaki、Seki Tomohiro、Karanjit Sangita、Ohashi Eisaku、Nakayama Atsushi、Kitamura Kei、Hamura Toshiyuki、Ito Hajime、Namba Kosuke
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 24 Pages: 17727~17733

    • DOI

      10.1002/chem.201804733

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural Manipulation of Triboluminescent Lanthanide Coordination Polymers by Side-Group Alteration2018

    • Author(s)
      Hirai Yuichi、Ferreira da Rosa Pedro Paulo、Nakanishi Takayuki、Kitagawa Yuichi、Fushimi Koji、Seki Tomohiro、Ito Hajime、Hasegawa Yasuchika
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 57 Pages: 14653~14659

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b02367

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Soft Crystal Force Field for Reproducing the Crystal Structures of Aryl Gold Isocyanide Complexes2018

    • Author(s)
      NAKAYAMA Naofumi、OBATA Shigeaki、HORI Yoshikazu、GOTO Hitoshi、SEKI Tomohiro、ITO Hajime
    • Journal Title

      Journal of Computer Chemistry, Japan

      Volume: 17 Pages: 155~157

    • DOI

      10.2477/jccj.2018-0031

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] アルケニル金イソシアニド錯体のサーモサリエント効果とそのメカニズム調査2019

    • Author(s)
      関 朋宏 眞下 峻希 伊藤 肇
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会(1D7-30)
  • [Presentation] Luminescent Mechanochromic Gold Complex Exhibiting Phase Transition between Crystalline Phases2018

    • Author(s)
      Tomohiro Seki
    • Organizer
      233rd ECS Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Reversible Single-Crystal-to-Single-Crystal Phase Transformations with Emission Color Changes Initiated by Mechanical Stimulation and Solvent Vapor2018

    • Author(s)
      Tomohiro Seki, Jin Mingoo, Toshiki Sumitani, Hajime Ito
    • Organizer
      the 43rd International Conference on Coordination Chemistry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 芳香族金イソシアニド錯体の外部刺激応答特性2018

    • Author(s)
      関 朋宏
    • Organizer
      2018年度北海道高分子若手研究会
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Gold Complexes Exhibiting Luminescent Mechanochomism2018

    • Author(s)
      Tomohiro Seki
    • Organizer
      3rd International Caparica Conference on Chromogenic and Emissive Materials (IC3EM 2018)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 発光色変化や機械的応答を示す外部刺激応答性金錯体2018

    • Author(s)
      関 朋宏
    • Organizer
      若手研究者のための有機合成化学札幌セミナー
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Reversible phase transition between single crystals of luminescent gold complex2018

    • Author(s)
      Tomohiro Seki
    • Organizer
      15th International Conference of the Asian Crystallographic Association (AsCA 2018)
    • Int'l Joint Research / Invited

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Published: 2019-12-27  

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