磁性金属元素ブロックの三次元空間制御による新機能性高分子の創成

• 研究領域: 元素ブロック高分子材料の創出
• 研究課題/領域番号: 24102012
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 長谷川 靖哉 北海道大学, 工学研究院, 教授 (80324797)
• 研究期間 (年度): 2012-06-28 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円); 2016年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2015年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2014年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円); 2013年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2012年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
• キーワード: 希土類 / 高分子 / 発光 / 材料 / 光物性 / 錯体 / ナノ粒子 / 光機能

研究成果の概要

金属元素ブロックを三次元的に空間制御および分子レベルで機能化することで、従来の無機材料や高分子材料を超えた新領域の機能物質を構築できる。我々はこの金属元素ブロックとして希土類を選択し、希土類元素が三次元的に配列することによる光磁気機能の発現について研究を行った。希土類錯体が三次元配列した希土類元素ブロック高分子の開発に成功し、熱耐久特性および発光効率が向上することを明らかにした。さらに、希土類ナノ結晶を鰓裂させることによる光磁気効果増大にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Glass transition properties and temperature-sensitive luminescence of lanthanide coordination glasses linked by thienyl, naphthyl, and phenyl bridges with ethynyl group (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirai, P.P. Ferreira da Rosa, T. Nakanishi, Y. Kitagawa, K. Fushimi, Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 巻: 90 号: 3 ページ: 322-326
  • DOI: 10.1246/bcsj.20160379
  • NAID: 130005439821
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hyper-stable organo-EuIII luminophore under high temperature for photo-industrial application (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, T. Nakanishi, Y. Kitagawa, T. Seki, H. Ito, K. Fushimi, Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: 24458-24458
  • NAID: 120005757991
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Luminescent EuIII coordination zippers linked with thiophene-based bridges (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirai, T. Nakanishi, Y. Kitagawa, K.i Fushimi, T. Seki, H. Ito, Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 55 号: 39 ページ: 12059-12062
  • DOI: 10.1002/anie.201606371
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermosensitive Luminescent Lanthanide Complex with Two Photosensitized Ligands (2016)
  • 著者名/発表者名: A Nakajima, T.Nakanishi, Y. Kitagawa, K. Fushimi, Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Sens. Mater. 巻: 28 ページ: 845-850
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Visible luminescent lanthanide ions and large π-conjugated ligand system shake hands (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Kitagawa, R. Ohno, T. Nakanishi, K. Fushimi, Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 18 号: 45 ページ: 31012-31016
  • DOI: 10.1039/c6cp06294f
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Drastically Improved Durability and Efficiency of Silicon Solar Cells Using Hyper-Stable Lanthanide Coordination Polymer Beads (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 89 号: 1 ページ: 103-109
  • DOI: 10.1246/bcsj.20150325
  • NAID: 130005119458
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Organo-lanthanide luminophores bridged by phosphine oxide ligands (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Journal of Luminescence 巻: 170 ページ: 801-807
  • DOI: 10.1016/j.jlumin.2015.07.022
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Luminescent Eu(III) coordination polymer cross-linked with Zn(II) complexes (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Materials Letters 巻: 167 ページ: 183-187
  • DOI: 10.1016/j.matlet.2015.12.154
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Acid-protected Eu(III) coordination nanoparticles covered with polystyrene† (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. C 巻: 4 号: 1 ページ: 75-81
  • DOI: 10.1039/c5tc02497h
  • NAID: 120005866832
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Luminescent Coordination Glass: Remarkable Morphological Strategy for Assembled Eu(III) Complexes (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 54 号: 9 ページ: 4364-4370
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b00145
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] EVA thin film with thermo- and moisture-stable luminescent copolymer beads composed of Eu(III) complexes for improvement of energy conversion efficiency on silicon solar cell (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Optical Materials 巻: 42 ページ: 411-416
  • DOI: 10.1016/j.optmat.2015.01.038
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermo-sensitive luminescent materials composed of Tb(III) and Eu(III) complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Mater. Lett. 巻: 130 ページ: 91-93
  • DOI: 10.1016/j.matlet.2014.05.074
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Novel Synthesis and Effective Surface Protection of Air-Stable Luminescent Silicon Nanoparticles (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 118 号: 34 ページ: 19778-19784
  • DOI: 10.1021/jp503868v
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermo-stable Lanthanoid Coordination Nanoparticles Composed of Luminescent Eu(III) Complexes and Organic Joint Ligands Using Micelle Techniques in Water (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 87 号: 12 ページ: 1386-1390
  • DOI: 10.1246/bcsj.20140202
  • NAID: 130004687257
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Photo- and Thermo-stable Luminescent Beads Composed of Eu(III) Complexes and PMMA for Enhancement of Silicon Solar Cell Efficiency (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 雑誌名: J. Alloys Compd . 巻: 601 ページ: 293-297
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2014.01.165
  • NAID: 120005464714
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chameleon Luminophore for Sensing Temperatures: Control of Metal-to-Metal and Energy Back Transfer in Lanthanide Coordination Polymers (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hsegawa
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 52 号: 25 ページ: 6413-6416
  • DOI: 10.1002/anie.201301448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Magneto-optical Properties of Semiconductor EuS Nanocrystals Assisted by Surface Plasmon Resonance of Gold Nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: なし 号: 43 ページ: 14438-14445
  • DOI: 10.1002/chem.201302259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, Optical Properties, and Crystal Structures of Dithienostannoles (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Tanaka
  • 雑誌名: Organometallics 巻: 32 号: 15 ページ: 4136-4141
  • DOI: 10.1021/om400213q
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective Optical Faraday Rotations of Semiconductor EuS Nanocrystals with Paramagnetic Transition Metal Ions (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 号: 7 ページ: 2659-2666
  • DOI: 10.1021/ja3106253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Semiconductor EuO, EuS, and EuSe Nanocrystals for Future Optical Devices (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 42 号: 1 ページ: 2-7
  • DOI: 10.1246/cl.2013.2
  • NAID: 130004426715
  • 査読あり
• [雑誌論文] First synthesis of EuS nanoparticle thin film with wide energy gap and giant magneto-optical efficiency on glass electrode (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa, M. Kumagai, A. Kawashima, T. Nakanishi, K. Fujita, K. Tanaka, and K. Fushimi
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. 巻: 116 号: 36 ページ: 19590-19596
  • DOI: 10.1021/jp306819u
  • 査読あり
• [学会発表] 表面温度を検知するカメレオン発光体 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長谷川靖哉
  • 学会等名: 第６回CSJ化学フェスタ
  • 発表場所: 船堀タワー（東京）
  • 年月日: 2016-11-14
• [学会発表] Ohotophysical properties of Eu(III) coordination polymers dependent on metal complex ligands (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Yamamoto, T, Nakanishi, Y. Kitagawa, T. Seki, H. Ito, K. Fushimi, Y. Hasegawa
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学（横浜）
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] Photo-and triboluminescence of lanthanide coordination polymers with (hetro)aromatic bridges (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirai, T. Nakanishi, Y. Kitagawa, K. Fushimi, Y. Hasegawa
  • 学会等名: 錯体化学会第６６回討論会
  • 発表場所: 福岡大学（福岡）
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] Lanthanide coordination polymers with characteristic luminescence (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 学会等名: The 1st Japan-Australia joint symposium on coordination chemistry
  • 発表場所: 福岡大学（福岡）
  • 年月日: 2016-09-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] lanthanide coordination nanoparticles for novel luminescent materials (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 学会等名: Rare Earths 2016
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
  • 年月日: 2016-06-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Thermo-stable lanthanide luminophores for temperature sensing paint (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 学会等名: 5th Japanese-German Joint Seminar Molecular Imaging Technology for interdisciplinary Research
  • 発表場所: 産総研 (筑波)
  • 年月日: 2015-09-23
• [学会発表] Two demensional lanthanide coordinatoion polymers with high thermo-stability and emission efficiency (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa, S. Tateno, T. Nakanishi, Y. Kitagawa, K. Fushimi
  • 学会等名: 錯体化学会第６５回討論会
  • 発表場所: 奈良女子大（奈良）
  • 年月日: 2015-09-21
• [学会発表] Lanthanide coordination polymers: control of their characteristic structures (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 学会等名: The 11th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience (KJFP 2015)
  • 発表場所: Bareve Hotel, Jeju, Korea
  • 年月日: 2015-06-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Brilliant Lanthanide Coordination Polymers for Full-color Imaging Appication (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 学会等名: 1st International Conference on Advanced Imaging
  • 発表場所: National Center of Science (東京）
  • 年月日: 2015-06-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Lanthanide coordination polymers with photo-functional properties (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 学会等名: International conference on Science, Technology and Applications of Rare Earths (ICSTAR 2015)
  • 発表場所: Kerala state (India)
  • 年月日: 2015-04-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 希土類物質のナノ構造制御と光機能に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川靖哉
  • 学会等名: 2014年光化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
  • 年月日: 2014-10-11 – 2014-10-13
  • 招待講演
• [学会発表] 自己集積型Eu(III)錯体の構造制御と光物性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平井悠一, 中西貴之, 関朋宏, 伊藤肇, 伏見公志, 長谷川靖哉
  • 学会等名: 2014年光化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
  • 年月日: 2014-10-11 – 2014-10-13
• [学会発表] 希土類錯体ポリマー薄膜の光機能評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菅原猛司, 中西貴之, 内藤裕義, 伏見公志, 長谷川靖哉
  • 学会等名: 2014年光化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
  • 年月日: 2014-10-11 – 2014-10-13
• [学会発表] 位置異性配位子を有する発光性Eu(III)錯体の形態制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平井悠一, 中西貴之, 関朋宏, 伊藤肇, 佐藤敏文, 伏見公志, 長谷川靖哉
  • 学会等名: 錯体化学会第６４回討論会
  • 発表場所: 中央大学（東京）
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [学会発表] 二次元型ユウロピウム(III)配位ポリマーの強発光特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 立野栞, 中西貴之, 伏見公志, 長谷川靖哉
  • 学会等名: 錯体化学会第６４回討論会
  • 発表場所: 中央大学（東京）
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [学会発表] 超分子型Eu(III)錯体の発光特性とアモルファス特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平井悠一, 中西貴之, 佐藤敏文, 覚知豊次, 伏見公志, 長谷川靖哉
  • 学会等名: 第25回配位化合物の光化学討論会
  • 発表場所: 唐津ロイヤルホテル（唐津）
• [学会発表] シート集積型ランタニド配位ポリマーの光物性とトリボルミネッセンス, 第25回配位化合物の光化学討論会 (2013)
  • 著者名/発表者名: 立野栞, 中西貴之, 伏見公志, 長谷川靖哉
  • 学会等名: 第25回配位化合物の光化学討論会
  • 発表場所: 唐津ロイヤルホテル（唐津）
• [学会発表] 二次元配位子を有するユーロピウム(III)配位ポリマーの光物性とトリボルミネッセンス (2013)
  • 著者名/発表者名: 立野栞, 中西貴之, 伏見公志, 長谷川靖哉
  • 学会等名: 2013年光化学討論会
  • 発表場所: 愛媛大学（松山）
• [学会発表] 超分子型Eu(III)錯体の発光特性と構造転移 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平井悠一, 中西貴之, 佐藤敏文, 覚知豊次, 伏見公志, 長谷川靖哉
  • 学会等名: 2013年光化学討論会
  • 発表場所: 愛媛大学（松山）
• [学会発表] 温度によって発光色が変化する希土類錯体ポリマー (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川靖哉, 宮田康平, 中西貴之, 小林厚志, 加藤昌子, 伏見公志
  • 学会等名: 錯体化学会第６３回討論会
  • 発表場所: 琉球大学（那覇）
• [学会発表] Preparation of Eu2+:SrAl2O4 glass hybrid and luminescent time-variation behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakanishi
  • 学会等名: Interantional Symposium on Rare Earths in 2012
  • 発表場所: 沖縄ハーバービュークラウンプラザ（沖縄）
  • 年月日: 2012-11-07
• [学会発表] Synthesis and Photophysical properties of EuS nano-assembles with naphthalenedithiols (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Kawashima
  • 学会等名: Interantional Symposium on Rare Earths in 2012
  • 発表場所: 沖縄ハーバービュークラウンプラザ（沖縄）
  • 年月日: 2012-11-07
• [学会発表] 希土類ナノ結晶を含む光学材料の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷川靖哉
  • 学会等名: 第53回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
  • 年月日: 2012-10-25
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis and magneto-optical properties of EuS nanocrystals with silica layer (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Maeda
  • 学会等名: Interantional Symposium on Rare Earths in 2012
  • 発表場所: 沖縄ハーバービュークラウンプラザ（沖縄）
• [学会発表] 希土類が拓く次世代光機能材料の創成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷川靖哉
  • 学会等名: 日本希土類学会第３０回講演会
  • 発表場所: 沖縄ハーバービュークラウンプラザ（沖縄）
  • 招待講演
• [図書] 元素ブロック材料の創出と応用展開, 新型発光体創成を目指した希土類元素ブロックの三次元空間配列 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長谷川靖哉
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 世界を底から変える力 化学を自由に使いこなす方法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷川靖哉
  • 総ページ数: 198
  • 出版者: 化学工業日報社
• [備考] 北海道大学大学院工学研究院 先端材料化学研究室
  • URL: http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/amc/index.html
• [備考] 北大・先端材料化学研究室
  • URL: http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/amc/index.html
• [備考] 北大院工・先端材料化学研究室
  • URL: http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/amc/index.html
• [備考] 北大院工・先端材料化学研究室
  • URL: http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/amc/
• [産業財産権] ホスフィンオキシド化合物、希土類錯体及び発光材料 (2017)
  • 発明者名: 長谷川靖哉 他
  • 権利者名: 長谷川靖哉 他
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-035041
  • 出願年月日: 2017-02-27
• [産業財産権] Eu錯体及び有機EL素子 (2016)
  • 発明者名: 長谷川靖哉 他
  • 権利者名: 長谷川靖哉 他
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-170553
  • 出願年月日: 2016-09-01
• [産業財産権] 近赤外線発光を示すポルフィリンガラス (2016)
  • 発明者名: 森末光彦, 佐々木園, 中西貴之, 長谷川靖哉
  • 権利者名: 森末光彦, 佐々木園, 中西貴之, 長谷川靖哉
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-161750
  • 出願年月日: 2016-08-22
• [産業財産権] 希土類錯体、発光材料及びその製造方法、並びに発光シート (2015)
  • 発明者名: 中西貴之, 岡井翼, 長谷川靖哉, 北川裕一, 伏見公志
  • 権利者名: 中西貴之, 岡井翼, 長谷川靖哉, 北川裕一, 伏見公志
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-046202
  • 出願年月日: 2015-03-09
• [産業財産権] 希土類錯体および発光素子 (2015)
  • 発明者名: 北川裕一, 大野良輔, 長谷川靖哉, 伏見公志, 中西貴之
  • 権利者名: 北川裕一, 大野良輔, 長谷川靖哉, 伏見公志, 中西貴之
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-045930
  • 出願年月日: 2015-03-09
• [産業財産権] 高分子錯体及びその製造方法 (2015)
  • 発明者名: 長谷川靖哉、中島綾子、中西貴之、北川裕一、伏見公志
  • 権利者名: 長谷川靖哉、中島綾子、中西貴之、北川裕一、伏見公志
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-045416
  • 出願年月日: 2015-03-09
• [産業財産権] 配位子、高分子錯体及びその製造方法 (2014)
  • 発明者名: 長谷川靖哉, 山本昌紀, 中西貴之, 伏見公志
  • 権利者名: 長谷川靖哉, 山本昌紀, 中西貴之, 伏見公志
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-023813
  • 出願年月日: 2014-02-10
• [産業財産権] シート集積型希土類錯体及びその用途 (2013)
  • 発明者名: 長谷川靖哉, 立野栞, 中西貴之, 伏見公志
  • 権利者名: 長谷川靖哉, 立野栞, 中西貴之, 伏見公志
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-141995
  • 出願年月日: 2013-07-05
• [産業財産権] 配位子および希土類錯体 (2013)
  • 発明者名: 長谷川靖哉, 平井悠一, 中西貴之, 伏見公志
  • 権利者名: 長谷川靖哉, 平井悠一, 中西貴之, 伏見公志
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-141994
  • 出願年月日: 2013-07-05