2020 Fiscal Year Annual Research Report
Photofunctional materials based on excited-state aromaticity
| Project/Area Number |
18H01952
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
齊藤 尚平 京都大学, 理学研究科, 准教授 (30580071)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 励起状態 / 芳香族性 / エネルギープロフィール / 羽ばたく分子 / 蛍光粘度プローブ / 接着 / 粘弾性 / 液晶 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
S1励起状態のエネルギープロフィールの形をデザインすることは、光機能性の分子を開発する上で重要である。まず我々は、S1プロフィールの傾きをデザインする新しい化学的手法として、S1励起状態で発現する[4n]pi芳香族性の強さを分子構造の化学修飾によって調整するアプローチを提案した。パイ拡張オキセピンという分子プラットフォームにおいて、S1における折れ曲がり構造から平面構造へのコンフォメーション変化に伴うエネルギー利得が10-20 kcal/molの範囲で調整できることを示し、パイ拡張するほどS1芳香族エネルギー安定化の度合いは小さくなることを示した。
また、 我々がこれまで研究してきた羽ばたく分子の「翼」に相当する蛍光色素の骨格を改良し、新たな蛍光粘度プローブを開発した。この分子は、1) 可視光を効率よく吸収する： 565 nmの波長におけるモル吸光係数は一般的な分子ローター（BODIPY）のおよそ２倍に相当する。2) 強い光を照射しても劣化しない。強力な紫外光（365 nm, 700 mW/cm^2）を10時間連続照射しても全く劣化せず、レーザー光を照射しても壊れない。3) わずかな粘度の違いを蛍光で判別できる。極めて低い粘度領域（0.3-3 cP）においても、わずかな粘度の違いに応答して蛍光量子収率と蛍光寿命を敏感に変化させる。これらの優れた性質により、微小量の羽ばたく分子を対象物へ添加するだけで、ささいな環境変化を高い空間分解能で追跡する最先端のイメージング技術へと応用できる。今後、接着剤やゼリーなどのゲル状物質のムラをその場で可視化したり、レーザーをもちいた顕微鏡で微量の血液の粘度を測定して診断に用いたりする手法の開発が期待できる。
さらに、S1励起状態の芳香族性を活用し、UV照射中だけ粘弾性が低下しガラスへの接着力が低くなる新規液晶材料の開発に成功し、特許出願に至った。
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
