Mechanical characterization of metal complexes showing mechanochromic luminescence using laser-induced shock waves

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15577
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Fujii Sho 北海道大学, 理学研究院, 助教 (90725425)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: メカノクロミック発光 / レーザー誘起衝撃波 / 自己修復

Outline of Final Research Achievements

Laser-induced shock waves as a mechanical stimulus were applied to metal complexes showing mechanochromic luminescence caused by mechanical grinding. The shock waves provided two types of mechanisms for the mechanochromic phenomenon reported by the grinding: frictional force and heat. Dependence of the laser fluence relating to strength of the shock waves leads to quantitative evaluation of the stimulus force. Furthermore, we found an intermediate state showing self-healing for previously reported Au(I) complex. Thus, by using the laser-induced shock waves, we have obtained new findings on the phenomenon of mechanochromic luminescence.

Free Research Field

錯体化学，界面化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年，弱い機械刺激に応答して構造変化や相転移を起こす物質群の研究が展開されており，力学的刺激による発光変化(メカノクロミック発光)を示す金属錯体が多く報告されている．しかしながら，従来のすりつぶしによる機械刺激においては局所的な熱や力が発生するため，現象を支配する要因の決定は難しく，メカノクロミック現象の力学的理解は限られていた．本研究においてレーザー誘起衝撃波を力学的刺激として用いた結果，既報の物質群において摩擦熱に起因する群と摩擦力に起因する群があることを明らかにした．また，作用する力学的刺激を定量評価する実験系を提案できたことから，メカノクロミック現象の理解と発展に貢献しうる成果である．