2019 Fiscal Year Annual Research Report
13族元素の高周期化による新奇光機能性高分子の創出
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17H03067
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田中 一生 京都大学, 工学研究科, 教授 (90435660)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 共役系高分子 / 発光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メタロフルオレンの発光特性を調べた結果、ホウ素のフルオレンにおいてのみ発光が見られた。量子化学計算の結果、基底状態では安定な4配位構造を形成するのに対し、光励起によりB-N間の結合が開裂し、極めて電子受容性の高い3配位のホウ素が生成し、これを電子受容部位としたCT性の発光であることを示す結果を得た。本研究では、励起状態での開裂に関して、高周期元素でも同様の現象を起こし、窒素配位13族メタロフルオレンが、励起状態でのみ通常不安定な3配位の状態を作り出す足場骨格として利用できることを示した。特に、3配位の13族元素は強い電子受容性を有しており、共役主鎖上で電子供与性ユニットと組み合わせることでCT性の高輝度発光を得ることに有用であるが、安定性が低く材料化は困難であった。励起状態でのみ3配位の13族元素を共役主鎖上に現出する方法が確立できれば、「強い電子受容性」という13族元素の特徴を利用した高輝度発光性高分子材料を得ることができる。そこで、引き続き、高分子からも同様の機構で発光が得られることを目指した。種々の電子供与性コモノマーと交互共重合体を合成し、光学特性の変化を調べた。繰り返し単位のモデル化合物も作成し、量子化学計算の結果と実験データを比較して、本機構から得られるCT性の発光の特徴を明らかにした。
また、錯体化による共役系高分子における新たな発光能獲得戦略を示した。大きな発光特性を付与するために、本研究では、13族元素の錯体化と高分子化を利用するした。アザフェナレンを共重合体とホウ素錯体部位で挟むことで対称性が変化し、強発光性の付与を期待した。具体的には、本年度も引き続き安定なアザフェナレン錯体による重合反応を行い、高分子量体を得た。錯体化の有無による発光性の変化と、13族元素の高周期元素化による発光強度の増強を検出することで、軌道の対称性の発光特性への影響を実証した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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