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2023 Fiscal Year Annual Research Report

A new polymer material having the property of fluorescence wavelength change -Exploration of reasons of expression and physical properties of phasing chromism-

Research Project

Project/Area Number 21K04976
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

浜崎 亜富  信州大学, 学術研究院理学系, 准教授 (60510120)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
KeywordsPNIPAゲル / エキシマー発光 / ゲル内の溶解度 / ギブスエネルギー / エネルギー移動 / 相分離クロミズム
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った。1について,励起状態は分子間相互作用が起こるような,かなり近い位置に複数分子が存在していることがわかった。2についても測定装置は完成し,測定を試みた。しかし,ゲル内の蛍光分子の濃度が低く,得られるデータの再現性が疑わしいため,現在も精度の確保に努めている。3については,ゲル内の水の有無による蛍光分子の状態の違いをギブスエネルギーで説明した。4については,エネルギー移動および電荷移動が起こる分子の組合せを複数試し,それぞれエネルギー移動効率と電荷移動効率が膨潤及び収縮状態で変わり,ゆえに色調変化を起こすことを実証した。

  • Research Products

    (11 results)

All 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Reversible control of energy transfer efficiency using thermoresponsive volume-phase-transition gel and application to luminescence chromism2023

    • Author(s)
      Hamasaki Atom、Sawakoshi Ryo、Nagayama Mao、Katsuki Akio、Ozeki Sumio
    • Journal Title

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      Volume: 443 Pages: 114817~114817

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2023.114817

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 分子の可逆的な凝集と分散がもたらすクロミック現象2023

    • Author(s)
      浜崎 亜富,渡邊 沙南, 勝木 明夫, 尾関 寿美男
    • Organizer
      2023年光化学討論会
  • [Presentation] 感温性体積相転移ゲル内での AIE分子の発光―消光の 可逆的挙動2023

    • Author(s)
      永山 麻緒、勝木 明夫、尾関 寿美男、浜崎 亜富
    • Organizer
      2023年光化学討論会
  • [Presentation] 二分子間エネルギー移動に由来する蛍光スペクトル の可逆的変化2023

    • Author(s)
      鹿島 華帆里、永山 麻緒、勝木 明夫、尾関 寿美男、浜崎 亜富
    • Organizer
      2023年光化学討論会
  • [Presentation] 多環式芳香族化合物を利用した発光性クロミズムの 色度座標における分布2023

    • Author(s)
      及川 宙哉、勝木 明夫、尾関 寿美男、浜崎 亜富
    • Organizer
      2023年光化学討論会
  • [Presentation] 各種多環式芳香族化合物がPNIPAゲル内で示すクロミック挙動2023

    • Author(s)
      浜崎 亜富、内田 太郎、武内 裕香、勝木 明夫、尾関 寿美男
    • Organizer
      第74回コロイドおよび界面化学討論会
  • [Presentation] 二分子間でのエネルギー移動効率の可逆的変化と相転移クロミズム2023

    • Author(s)
      鹿島 華帆里、永山 麻緒、勝木 明夫、尾関 寿美男、浜崎 亜富
    • Organizer
      第74回コロイドおよび界面化学討論会
  • [Presentation] ポリ-N-イソプロピルアクリルアミドゲル内への凝集誘起蛍光分子の取り込みと発光―消光の可逆的制御2023

    • Author(s)
      永山 麻緒、勝木 明夫、尾関 寿美男、浜崎 亜富
    • Organizer
      第74回コロイドおよび界面化学討論会
  • [Presentation] 温度応答性ゲル内に束縛された分子の凝集と分散の挙動2023

    • Author(s)
      及川 宙哉、勝木 明夫、尾関 寿美男、浜崎 亜富
    • Organizer
      第74回コロイドおよび界面化学討論会
  • [Presentation] 相転移クロミズムを示す多環式芳香族化合物の種類の拡大2023

    • Author(s)
      渡邊 沙南1、勝木 明夫2、尾関 寿美男1、浜崎 亜富1
    • Organizer
      第74回コロイドおよび界面化学討論会
  • [Presentation] 熱応答性体積相転移ゲルが誘起する発光クロミック現象の研究2023

    • Author(s)
      浜崎 亜富、内田 太郎、武内 裕香、勝木 明夫、尾関 寿美男
    • Organizer
      第84回応用物理学会秋季学術講演会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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