2023 Fiscal Year Final Research Report

Fabrication of chiroptically-functionalized polymer film with 3D-nanofibrilar network formation via 2D-1D development of self-assembling system

Research Project

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Project/Area Number	20H02571
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 28030:Nanomaterials-related
Research Institution	Kumamoto University (2021-2023) Okinawa National College of Technology (2020)
Principal Investigator	IHARA HIROTAKA 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 特任教授 (10151648)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	永岡昭二熊本県産業技術センター(ものづくり室、材料・地域資源室、食品加工室), その他部局等, 研究参事 (10227994) 高藤誠熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (50332086) 沖田紀子沖縄工業高等専門学校, 生物資源工学科, 特命准教授 (80916213)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	高分子機能材料 / 自己組織化 / 高次キラリティ / 繊維状会合体 / 光学フィルム
Outline of Final Research Achievements	In this study, we focused on functional transparent materials, which are universally required in various fields such as LEDs, solar cells, and displays, and aimed to develop new organic materials that are light, flexible, and highly functional. As a new strategy to solve this problem, we applied the phenomenon in which luminescent small molecules orient chirally in polymers to form one-dimensional (1D) nanostructures. Specifically, we used chiral nanofibrillar self-assemblies formed from glutamide derivatives and related lysine derivatives developed by us, as chiral templates to control the orientation state of luminescent small molecules and developed transparent materials that exhibit CD, FD, and circularly polarized luminescence (CPL).
Free Research Field	高分子機能材料
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	CPLは通常光にない多元情報を含み、また角度依存性がないため様々な分野で応用が期待されている次世代光源である。CPLを生成する有機系材料については、これまでに優れた研究成果があるもの、強度は依然として小さく実用化に至っていない。そこで本研究では、キラルな１次元配向体と非キラルな発光色素との複合体を用いて、キラルな増幅現象を溶液系およびポリマー中で実現し、CPLを得る研究を実施した。このアプローチによる研究成果は、これまでの分子デザインと精密合成に立脚したキラルな蛍光色素の開発研究から脱却できるため、発光強度や発光帯域を自在に可変できる点で極めて有利であり、学術的ならびに社会的意義は大きい。