2021 Fiscal Year Research-status Report
液晶性を活用した高蛍光性全芳香族ポリイミド高配向膜の創製と偏光蛍光発光機構の解明
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18K05213
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
石毛 亮平 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (20625264)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 偏光蛍光発光 / リオトロピック液晶 / 全芳香族ポリイミド / せん断流動配向 / 含フッ素置換基 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに得られた実験結果に加えて，量子化学計算に基づく最安定構造の予測等を実施する．また，従来のポリイミド（PI）は非晶性のポリアミド酸（PAA）前駆体を経由して調製されるため構造の秩序性は乏しかったが，本系で用いるポリアミド酸エステル（PAE）前駆体は高秩序性のスメクチック液晶を発現し，これを経由して調製されるPIもまた秩序性の高い構造を維持することがSR-WAXSの検討から確認された．光吸収・発光過程は分子の一次構造および局所形態のみならず，その充填様式（高次構造）にも強く依存するため，PAAおよびPAEから調製されるPI膜には異なる発光挙動が期待された．そこで，浜松ホトニクス社製の発光寿命測定装置 （Quantaurus-Tau）を用いて時間分解発光スペクトル測定を実施したところ，静的発光スペクトル測定で観測された蛍光（ピーク波長450 nm）と異なるピーク波長（520 nm）を示す発光が観測された．この発光は蛍光が発現してから5 nsほど経過した後に観測され，そのピーク波長も蛍光に比して長いことから，一重項励起状態および基底状態にある分子（sBPDA部）の相互作用により生成するエキシマーの発光であると推測される．前述のとおり，液晶性PAEから形成されたPIは層秩序をもち，sBPDAは層内に束縛されるため，効率的にエキシマーが生成したと考えられる．本検討より，液晶に由来する秩序構造を活用した発光制御につながる結果が得られた．
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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
コロナ禍により当初予定していた学会，国際会議への参加等は引き続き延期したが，実験については概ね計画通りに進行した．
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| Strategy for Future Research Activity |
時間分解発光スペクトル測定より，液晶相が形成する層状秩序構造への発光分子の閉じ込め効果によって，効率的にエキシマー発光を誘起できる可能性が見出された．次年度は，液晶相を経由しない前駆体PAAから合成したPIについて同様の実験を実施し，層構造と発光の光物理過程の相関をより定量的に議論する．さらに，これまでに得られた実験結果をとりまとめ，その成果を国際会議ならびに論文誌にて報告する．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により当初予定していた学会，国際会議への参加等が中止となり，旅費を使用できなかったため差額が生じた．
この差額は，2023年度に開催される学会等へ参加・成果報告するための旅費に当てる．
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