2012 Fiscal Year Annual Research Report
超分子複合体の凝集変換に基づいた多元的複合センシングデバイスの創製
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24350072
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
宮田 幹二 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90029322)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 結晶工学 / 蛍光発光 / 凝集変換 / 分子認識 / 超分子複合体 |
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| Research Abstract |
本研究ではレアメタルに頼ることなく、入手し易い軽元素(c,N,o,Si,s)のみによって構成され、様々な物理刺激(熱、光、力)および化学刺激(ガス、有機溶剤、イオン等)によって光電特性を劇的に変換する、ダイナミック発光素子の創製を目的としている。また、学術的には、固相状態における発光挙動とその分子集合・分子配列の相関を明らかとし、固体状態における発光化学を体系づけることを目的とする。
上記の目的を達成するために、本年度は以下の項目をおこなった。
1.多環式芳香族化合物にスルホン酸基を導入した機能団分子を合成した。具体的には、スルフォフェニルアントラセンを合成した。得られた機能団分子をトリフェニルアミンと組み合わせて、超分子複合体物質を作成した。この複合塩に芳香族化合物等を鋳型として取り込ませ、多孔質構造を構築した。
2.良好な結晶を作成し、単結晶X線構造解析により超分子集合を明らかにした。放射光施設
SPring8(ビームラインBL38B1)を利用し、研究室では測定が困難な極めて小さな結晶の構造解析にも成功した。
3.炭素、酸素、窒素、硫黄のユビキタス元素のみで作成した有機発光体が、化学物質の吸着脱離に応じて、発光強度および発光色を変化させることを発見した。この発光変換では単結晶状態を保ちながら、ミクロスコピックに構造が変化していることが分かった。この結果と、発光寿命測定、固体量子効率測定により、これらの発光プロセスを明らかとした。
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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
初年度から目的としていた外部刺激応答的な発光性多孔質構造を得ることができ、おおむね研究は順調に進展していると考えている。本研究では巨大な空孔形成が達成でき、今後の展開に期待ができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は得られた多孔性物質の機能開発を行い、化学刺激および物理刺激による機能変換の機序を明らかにしていく。また、本年度得られたスルフォフェニルアントラセンの化学構造をもとに新しい分子設計により、より高機能な化学物質を創生する。
最初に取り組んだ化合物の合成段階において、新規合成経路および高収率化への試行錯誤があり、様々な物質への展開に遅延が生じた。今後は既存の合成プロセスを組み合わせることにより、効率化を図る。繰り越し分に関しては新規物質の合成に組み込む。
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