2022 Fiscal Year Research-status Report
A new polymer material having the property of fluorescence wavelength change -Exploration of reasons of expression and physical properties of phasing chromism-
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21K04976
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
浜崎 亜富 信州大学, 学術研究院理学系, 准教授 (60510120)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | PNIPAゲル / エキシマー発光 / ゲル内の溶解度 / エネルギー移動 / 相分離クロミズム / 発光量子収率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，申請者はピレンなどの疎水的な蛍光性分子を，感温性体積相転移ゲルとして知られるPNIPAゲル（親水性の高分子ゲル）内に閉じ込めて吸脱水を行うだけで，発光波長を俊敏かつ可逆的に切り替わることができる新しいクロミズム（相分離クロミズム）を発見した。ゲルは種類によって多様な機能性を示し，蛍光分子は豊富な選択性があるので，双方を任意に組み合わせれば，これまでの光や電気で誘起される既存のクロミズムを多様で多彩なクロミズムを実現できる。この新しいクロミズムの鍵になるのはエキシマー発光であり，これまで報告例のない分子でのエキシマー発光が，ゲル内では簡単に起こることを立て続けに発見したが，なぜゲル内でエキシマーを形成しやすいのかは明らかではなかった。
本課題では，「１．励起状態の物性解明」，「２．発光体の量子収率測定と最適化」，「３．なぜゲル内では相分離が可能になるのか？」「４．複数分子を同時にキャプチャーできるか」の4つの観点から，相分離クロミズムについて明らかにする計画であり，2022年度には，4を継続的に検討するほか，2についても実験システムの構築を始めた。2については，積分球の試料室の温調部の作成に時間を要し，予定より実験の開始が遅くなっている。ただし，分光器と積分球を接続するための光学システムも光量ロスの少ない純正品を購入して，年度末には標準試料の計測に進めるようになった。4のエネルギー移動系では，アントラセンとテトラセンの分子系を中心に，濃度と色調変化の度合いや温度変化へのレスポンスなどを明確にした。また，分子のバリエーションを増やし，長波長の発光の実現を目指している段階である。現在，オレンジ色の発光（これまでは黄色）をクロミズムに取り入れることに成功している。2の量子収率測定が可能になり次第，エネルギー移動効率などに言及できるような実験を実施する。
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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
絶対量子収率以外の実験についてはほぼ実験が完了し，報告書作成時の段階(2023年度初頭)で論文も採択されている。あとは，現象を様々な方面への利用に拡張するために，バラエティー豊かなパターンのクロミズムを実現していく。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度に，準備を進めてきた積分球システムの運用を開始しする。これまで発見した相分離クロミズムの分子系について量子収率を測定し，蛍光寿命を含めた総合的な解析を行うことで，相分離クロミズムの光物理学過程の基礎的知見の収集を完結させる。
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| Causes of Carryover |
積分球による量子収率測定について，2022年度は準備段階で終了したため。本測定に関わる予算が2023年に繰り越しとなった。
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