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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Synthesis of Helical Conjugated Polymers in External Force-Responsive Chiral Liquid Crystal Field and Control of Their Optoelectronic Properties

Research Project

Project/Area Number 20H02818
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

赤木 和夫  立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (20150964)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywordsキラル液晶 / 不斉反応場 / 外部刺激応答 / 共役ポリマー / ヘリシティ制御
Outline of Annual Research Achievements

1. 温度応答性キラル液晶を用いた、アキラル共役コポリマーへのらせん誘起とキラル光学特性の制御
ビフェニルとモノチエニル(青色発光)、ビチエニルとモノフェニル(緑色発光)、ビチエニルとモノチエニル(赤色発光)からなる発光性アキラル共役コポリマーを、Still反応あるいはSuzuki反応を用いたクロスカップリング法により合成した。これらの共役コポリマーはそれぞれ青緑赤カラーの発光性コポリマーであることを蛍光スペクトルの測定により明らかにした。また、ゲル浸透クロマトグラフィー測定により、コポリマーの平均分子量および分散度を評価した。温度応答性キラル液晶に、上記のアキラル共役コポリマーを溶かして、キラル液晶からアキラル共役コポリマーへのキラリティ転写を行い、アキラルコポリマーにらせん構造を誘起させた。円二色性(CD)および円偏光発光(CPL)スペクトルの測定を通じて、アキラル共役コポリマー上でのらせん構造の誘起とCPLの発現を明らかにした。
2. 光応答性キラル液晶を用いた、アキラル共役コポリマーへのらせん誘起とキラル光学特性の制御
紫外および可視光の照射によりキラリティが反転する光応答性キラル液晶に、上記1で合成したアキラル発光性コポリマーを溶かして、キラル液晶からアキラルコポリマーへのキラリティ転写を実施し、アキラル共役コポリマー上にらせん構造を誘起させた。さらに、CDおよびCPLスペクトルの測定により、アキラル共役コポリマー上にらせん構造に基づく、RGBおよび白色発光のCPLが発現することを見出した。また、共役コポリマーのらせん構造の左右の向きとCPLのヘリシティは、紫外および可視光の照射により制御できることを明らかにした。
本研究により、温度あるいは光を外部応力として、アキラル共役コポリマー上の誘起らせん構造と円偏光発光のヘリシティを制御することを可能とした。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 5 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Helicity Control of Circularly Polarized Luminescence from Aromatic Conjugated Copolymers and Their Mixture Using Reversibly Photoinvertible Chiral Liquid Crystals2024

    • Author(s)
      Yoshida Satoru、Morikawa Santa, Ueda Kenta, Kaneko Kosuke, Hanasaki Tomonori, Akagi Kazuo
    • Journal Title

      ACS Applied Materials&Interfaces

      Volume: 16 Pages: 3991~4002

    • DOI

      10.1021/acsami.3c15512

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chiroptical Properties of Helical Aromatic Conjugated Polymers Synthesized by Electrochemical Polymerization in Chiral Nematic Liquid Crystals2023

    • Author(s)
      Satoru Yoshida, Hiroki Emi, Hiromasa Yamamoto, Kosuke Kaneko, Tomonori Hanasaki, Kazuo Akagi
    • Journal Title

      J. Adv. Mater. Sci. Eng.

      Volume: 3 Pages: 1~10

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Synthesis and Morphological Control of Helical Polymers2023

    • Author(s)
      Kazuo Akagi
    • Organizer
      Annual World Congress of Smart Materials- 2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Brief introduction of the JST-CREST project “Creation of Innovative Basic Technologies for Circularly Polarized Luminescence Materials Development”2023

    • Author(s)
      Kazuo Akagi
    • Organizer
      JST-OIST Joint Symposium on Circularly Polarized Luminescence and the Related Phenomena
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Synthesis and Chiroptical Properties of Helical Conjugated Polymers2023

    • Author(s)
      Kazuo Akagi
    • Organizer
      Symposium on Molecular Chirality 2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] キラルネマチック液晶場で誘起する円偏光発光性蛍光物質の合成とキラル光学特性2023

    • Author(s)
      藤田悠希、堀江慶太、金子光佑、花﨑知則、赤木和夫
    • Organizer
      日本液晶学会討論会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] キラル液晶場でのRGB円偏光発光特性を有するらせん状架橋ポリマーの合成とそのキラル発光特性2023

    • Author(s)
      山本大誠、吉田悟、堀江慶太、金子光佑、花﨑知則、赤木和夫
    • Organizer
      日本液晶学会討論会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Helicity Control of White Circularly Polarized Luminescence of Mixed Aromatic Conjugated Polymers by Photoresponsive Chiral Nematic Liquid Crystals2023

    • Author(s)
      Satoru Yoshida, Santa Morikawa, Kosuke Kaneko, Tomonori Hanasaki, Kazuo Akagi
    • Organizer
      20th Optics of Liquid Crystals Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis of Helical Network Polymers Exhibiting RGB Circularly Polarized Luminescence in Chiral Liquid Crystals2023

    • Author(s)
      Hiromasa Yamamoto, Satoru Yoshida, Keita Horie, Kosuke Kaneko, Tomonori Hanasaki, Kazuo Akagi
    • Organizer
      20th Optics of Liquid Crystals Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis and Chiroptical Properties of Helical Conjugated Polymers2023

    • Author(s)
      Kazuo Akagi
    • Organizer
      Workshop: Joint France-Japan Symposium on Circularly Polarized Luminescence and Related Phenomena
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Synthesis and Chiroptical Properties of Helical Conjugated Polymers2023

    • Author(s)
      Kazuo Akagi
    • Organizer
      International Symposium on Circularly Polarized Luminescence and Related Phenomena 2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Chiral Luminescence: From Molecules to Materials and Devices2024

    • Author(s)
      Kazuo Akagi (編集)、チャプター9 Keita Horie, Kazuo Akagi(分担執筆),チャプター16 Kosuke Kaneko, Hiromasa Yamamoto, Satoru Yoshida, Tomonori Hanasaki, Kazuo Akagi(分担執筆)
    • Total Pages
      992
    • Publisher
      Wiley VCH
  • [Book] Encyclopedia of Polymers, Polymeric Materials, and Polymer Technology2023

    • Author(s)
      Kazuo Akagi(分担執筆)
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      CRC Press
  • [Remarks] 研究室紹介

    • URL

      https://www.ritsumei.ac.jp/~akagi/akagi_hp_2014_ritsumei/index.html

  • [Remarks] CRESTキラル発光(円偏光発光材料の開発に向けた革新的基盤技術の開発)

    • URL

      http://cplmaterial.org/

URL: 

Published: 2024-12-25  

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