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

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04976
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: Hamasaki Atom 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
• Keywords: PNIPAゲル / エキシマー発光 / ゲル内の溶解度 / 相分離クロミズム / エネルギー移動

Outline of Final Research Achievements

Simply confining hydrophobic fluorescent molecules in a PNIPA gel (hydrophilic polymer gel) and dehydrating them by absorption leads to a new chromism that can switch emission wavelengths in an agile and reversible manner. Experimental results show that the luminescence switching occurs by switching between monomer- and dimer-derived wavelengths. Dimer luminescence is actually generated by the aggregation of a large number of molecules, which "dissolve" into the gel backbone when the water runs out. However, if we devised a way to increase the solubility, the dissolution into the gel backbone would be accelerated, giving it chromism properties. The incorporation of molecules with consideration of energy transfers allowed for a wider variety of color changes.

Free Research Field

光化学・コロイド化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年，様々なクロミズムが報告され，その一部は実際に身の回りでも利用されている。その中で，化学結合をもたない状態で分子をゲル内に取り込み，内部で安定に存在させる手法の確立は，人海戦術的に分子設計，開発することが主流のクロミズムにおいて，開発スキームを抜本的に変える。本手法は発光性クロミズムを簡単に作成できる。発光デバイスの重要性は高まっており，LEDや有機ELなどは民生品でも多用されている。本課題でよりバラエティー豊かなクロミズムが見出されることで，目的への選択性の高い発光デバイスに展開できるため，これまでのクロミズムを補完あるいは代替し，産業や医療などのあらゆる分野に応用できる。