Development of Functional Materials Utilizing Cooperative Activation with Multiple Stimuli of Light and Chemicals

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05181
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 35020:Polymer materials-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Masai Hiroshi 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (70793149)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 光分解性材料 / 高分子ネットワーク材料 / 白金アセチリド錯体 / 拡張π共役系 / 有機ケイ素化合物 / 可視光 / 発光材料

Outline of Final Research Achievements

In this research, we developed polymer network materials capable of degrading under multiple cooperative stimuli while remaining stable under a single stimulus. We incorporated a platinum acetylide complex, which exhibits cooperative bond cleavage reactivity to light and acid, as crosslinkers in the polymer networks. These materials successfully degraded through the cooperative stimulation of UV light and HCl. Furthermore, the unique reactivity with light and acid was exploited for micro-patterning luminescent colors via photolithography. Additionally, by using an iridium complex as a photosensitizer, we achieved cooperative degradation of the network materials using visible light and acid. Finally, we also developed new cooperatively degradable materials utilizing a crosslinker composed of silicon compounds.

Free Research Field

機能材料化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来、光による分解性を持つ材料は、光の下で長期的に使用し続けることが困難であるというトレード・オフの関係が知られていた。一方で、本研究によって開発された酸と光による協働的な材料分解技術は、光に対して安定でありながら、意図したタイミングで酸を導入することで、微細性や遠隔制御に優れた光加工技術を材料に付与できる。従って本技術によって、光分解性を持つ材料や光加工に基づく機能性材料が、光の下でもより長期的に使用し続けることが可能となるなど、高分子材料の長寿命化とその分解性を適切に制御するための新たな方法論が示されている。