2014 Fiscal Year Annual Research Report
イオン性共役ポリマー会合体の階層的自己組織化による青色円偏光発光性球晶の創成
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25620098
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
赤木 和夫 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20150964)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 高分子球晶 / イオン性共役ポリマー / 階層的自己組織化 / 円偏光発光 / ヘリカル会合体 / π-π相互作用 / イオン相互作用 / ポリパラフェニレン誘導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、カチオン性π共役ポリマー（側鎖末端にテトラアルキルアンモニウムカチオンを導入したポリパラフェニレン誘導体：PPP）と、アニオン性キラル化合物（1,1'-ビナフチルの2, 2' 位にプロポキシル鎖を介してスルホン酸アニオンを導入した軸不斉ビナフチル誘導体：BNP）を合成し、両者間の静電的相互作用とπ－π相互作用に基づくポリマー会合体を調製した。この会合体は、キラル化合物からポリマーへのキラル転写に伴い、ポリマー鎖間でヘリカル構造を形成することを見出した。さらに、この会合体のナノ粒子は、マルタ十字と消光リングの光学模様を有するポリマー球晶を形成し、青色の円偏光発光を呈することを明らかにした。
次に、ポリマーの繰り返し単位をビフェニルからターフェニルに変えたコポリマーや、ビナフチルの2,2’位にスルホン酸アニオン、6,6’位に剛直な置換基を導入した、四置換体のビナフチル誘導体を合成した。これらの組み合わせからなるナノ粒子は、より大きな蛍光強度やより大きなコットン効果を示したが、ポリマー球晶は形成しなかった。すなわち、階層的自己組織体であるポリマー球晶は、ポリマーの繰り返し単位の長さやキラル化合物の置換基の数や位置が最適の条件下にある時のみ形成されることが示された。
一方、共役系ポリマーのナノ粒子形成に関する知見を基に、光応答性ジチエニルエテン部位を側鎖にもつ芳香族共役系コポリマー三種を合成し、これらを用いて、光の三原色である赤緑青（RGB）および白色の発光を示すポリマーナノ粒子を調製した。ポリマーナノ粒子に紫外および可視光を交互に照射することで、消光と発光がスイッチングする光応答性ナノ粒子発光体を創成した。さらに、白色とRGBの各色との光スイッチングも制御することも可能となった。本研究を通じて、新たな進展と知見が得られた。
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