ホウ素元素の特性を活かした元素ブロック高分子材料の創製

• 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: 24102013
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 中條 善樹 京都大学, 工学研究科, 教授 (70144128)
• 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: 74,750千円 (直接経費: 57,500千円、間接経費: 17,250千円); 2016年度: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2015年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円); 2014年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円); 2013年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円); 2012年度: 21,580千円 (直接経費: 16,600千円、間接経費: 4,980千円)
• キーワード: ホウ素 / 共役系高分子 / 発光 / ホウ素錯体 / 固体発光 / 有機ホウ素錯体 / 電子輸送 / 発光性高分子

研究成果の概要

有機ホウ素錯体を元素ブロックとして捉え、それらを高分子化することで様々な特徴を有する元素ブロック高分子材料を開発した。特に、アモルファスでも結晶と同程度に電子輸送性を示す高分子薄膜や、固体でのみ発光するという凝集誘起型発光性高分子は、最先端の有機デバイスへ直接的に応用可能なレベルの物性がみられており、ホウ素元素ブロック高分子材料の有用性を示すことができた。また、理論計算により実験データをフィードバックさせることで、特異な分子における計算法の精度向上に役立てることもできた。それらの材料の合成・作成手法の開拓、機能発現メカニズムの解明による新しい学理の探求を行うことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Size-Discrimination for Volatile Organic Compounds Utilizing Gallium Diiminate by Luminescent Chromism of Crystallization-Induced Emission via Encapsulation-Triggered Crystal-Crystal Transition (2016)
  • 著者名/発表者名: Ito, S.; Hirose, A.; Yamaguchi, M.; Tanaka, K.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. C 巻: 3 号: 24 ページ: 5564-5571
  • DOI: 10.1039/c6tc01819j
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Modulation of Sensitivity to Mechanical Stimulus in Mechanofluorochromic Properties by Altering Substituent Positions in Solid-State Emissive Diiodo Boron Diiminates (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, M.; Ito, S.; Hirose, A.; Tanaka, K.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. C 巻: 3 号: 23 ページ: 5314-5319
  • DOI: 10.1039/c6tc01111j
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Polymers from Electronic Interactions with Side-Chain Substituents by Cardo Boron Structures (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamane, H.; Ito, S.; Tanaka, K.; Chujo
  • 雑誌名: Polym. Chem. 巻: 7 号: 16 ページ: 2799-2807
  • DOI: 10.1039/c6py00377j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tunable Optical Property between Pure Red Luminescence and Dual-Emission Depended on the Length of Light-Harvesting Antennae in the Dyads Containing the Cardo Structure of BODIPY and Oligofluorene (2016)
  • 著者名/発表者名: Yeo, H.; Tanaka, K.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 49 号: 23 ページ: 8899-8904
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.6b02169
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sponge-Type Emissive Chemosensors for the Protein Detection Based on Boron Ketoiminate-Modifying Hydrogels with Aggregation-Induced Blue Shift Emission Property (2016)
  • 著者名/発表者名: Suenaga, K.; Yoshii, R.; Tanaka, K.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: Macromol. Chem. Phys. 巻: 217 号: 3 ページ: 414-417
  • DOI: 10.1002/macp.201500276
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and Color Tuning of Boron Diiminate Conjugated Polymers with Aggregation-Induced Scintillation Properties (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K.; Yanagida, T.; Hirose, A.; Yamane, H.; Yoshii, R.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: 5 号: 117 ページ: 96653-96659
  • DOI: 10.1039/c5ra20459c
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simple and Valid Strategy for the Enhancement of the Solid-Emissive Property Based on Boron Dipyrromethene (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamane, H.; Tanaka, K.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 巻: 56 号: 48 ページ: 6786-6790
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2015.10.072
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Recent Progress of Optical Functional Nanomaterials Based on Organoboron Complexes with β-Diketonate, Ketoiminate and Diiminate (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: NPG Asia Mater. 巻: 7 号: 11 ページ: e223-e223
  • DOI: 10.1038/am.2015.118
  • NAID: 120005712912
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Functionalization of Boron Diiminates with Unique Optical Properties: Multicolor Tuning of Crystallization-Induced Emission and Introduction into the Main-Chain of Conjugated Polymers (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshii, R.; Hirose, A.; Tanaka, K.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 号: 52 ページ: 18131-18139
  • DOI: 10.1021/ja510985v
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] л-Conjugated Polymers Composed of BODIPY or Aza-BODIPY Derivatives Exhibiting High Electron Mobility and Low Threshold Voltage in Electron-Only Devices (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshii, R. ; Yamane, H. ; Nagai, A. ; Tanaka, K. ; Taka, H. ; Kita, H. ; Chujo, Y.
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: (印刷中)(Early View) 号: 7 ページ: 2316-2323
  • DOI: 10.1021/ma5002047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conjugated Polymers Based on Tautomeric Units : Regulation of Main-Chain Conjugation and Expression of Aggregation Induced Emission Property via Boron-Complexation (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshii, R. ; Tanaka, K. ; Chujo, Y.
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: (印刷中)(Early View) 号: 7 ページ: 2268-2278
  • DOI: 10.1021/ma500082e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of Three Radical Cations from a Single Photon Using a Photo Acid Generator (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K.; Ohashi, W.; Okada, H.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 巻: 55 号: 9 ページ: 1635-1659
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2014.01.092
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Dye Dispersibility in Silica Hybrids through Local Heating Induced by the Imidazolium Group under Microwave Irradiation (2014)
  • 著者名/発表者名: Kajiwara, Y.; Tanaka, K.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: Polym. J. 巻: 46 号: 3 ページ: 195-199
  • DOI: 10.1038/pj.2013.81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Flexible Conductive Films Based on Polymer Composites with Tetrathiafulvalene Nanowires (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K.; Matsumoto, T.; Nakamura, K.; Kawabe, S.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: Synth. Met. 巻: 180 ページ: 49-53
  • DOI: 10.1016/j.synthmet.2013.07.030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Facile Modulation of Optical Properties of Diketonate-Containing Polymers by Regulating Complexation Ratios with Boron (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K.; Tamashima, K.; Nagai, A.; Okawa, T.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 46 号: 8 ページ: 2969-2975
  • DOI: 10.1021/ma400368e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective Light-Harvesting Antennae Based on BODIPY-Tethered Cardo Polyfluorenes via Rapid Energy Transferring and Low Concentration Quenching (2013)
  • 著者名/発表者名: Yeo, H.; Tanaka, K.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 46 号: 7 ページ: 2599-2605
  • DOI: 10.1021/ma400015d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Optical Properties of Stable Gallafluorene Derivatives: Investigation of Their Emission via Triplet States (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.; Tanaka, K.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 号: 11 ページ: 4211-4214
  • DOI: 10.1021/ja400287y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and tuning of optical properties of conjugated polymers involving benzo [h] quinoline-based neutral pentacoordinate organosilicon complexes in the main (2013)
  • 著者名/発表者名: 所雄一郎、呂鉉旭、田中一生、中條善樹
  • 雑誌名: Polymer Chemistry 巻: (印刷中) 号: 20 ページ: 5237-5242
  • DOI: 10.1039/c3py00215b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly NIR Emissive Di (iso) indomethene BODIPY-Based Polyfluorene : Drastic Change from Deep-Red to NIR Emission via Quantitative Polymer Reaction (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Yoshii, A. Nagai, K. Tanaka, Y. Chujo
  • 雑誌名: Journal of Polyimer Science, Part A : Polymer Chemistry 巻: 51 号: 8 ページ: 1726-1733
  • DOI: 10.1002/pola.26547
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Emission Boron Ketoiminates as A New Class of Aggregation-Induced Emission Enhancement Fluorophores (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Yoshii, A. Nagai, K. Tanaka, Y. Chujo
  • 雑誌名: Cheaistry - A European Journal 巻: 19 号: 14 ページ: 4506-4512
  • DOI: 10.1002/chem.201203703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of highly transparent conductive films with strong absorption in near-infrared region based on tetrathiafulvalene-tethered pendant-type polymers (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K.; Matsumoto, T.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: Synth. Met. 巻: 51 ページ: 1726-1733
  • DOI: 10.1016/j.synthmet.2012.12.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of π-Conjugated Polymers Containing Aminoquinoline-Borafluorene Complexes in the Main-Chain (2012)
  • 著者名/発表者名: 所雄一郎
  • 雑誌名: Macromolecular Rapid Communications 巻: 33 号: 6-7 ページ: 550-555
  • DOI: 10.1002/marc.201100773
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation of pai-Conjugated System through Polyfluorene from Electronic Coupling with Side-Chain Substituents by Cardo Structures (2012)
  • 著者名/発表者名: Yeo, H.; Tanaka, K.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 巻: 50 号: 21 ページ: 4433-4442
  • DOI: 10.1002/pola.26249
  • 査読あり
• [雑誌論文] Advanced Luminescent Materials Based on Organoboron Polymers (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K.; Chujo, Y.
  • 雑誌名: Macromol. Rapid Commun. 巻: 33 号: 15 ページ: 1235-1255
  • DOI: 10.1002/marc.201200239
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Benzo [h] quinoline-Based Neutral Pentacoordinate Organosilicon Complexes (2012)
  • 著者名/発表者名: 所雄一郎、呂鉉旭、田中一生、中條善樹
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 48 号: 68 ページ: 8541-8543
  • DOI: 10.1039/c2cc34440h
  • 査読あり
• [学会発表] Unique Solid-Emissive Properties of Conjugated Polymers Containing Organoboron Complexes (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Tanaka, Yoshiki Chujo
  • 学会等名: Global Congress & Expo on Materials Science & Nanoscience
  • 発表場所: Crowne Plaza Dubai (Dubai, UAE)
  • 年月日: 2016-10-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Development and Applications of AIE-Inducible Organoboron “Element-Blocks” (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Tanaka, Yoshiki Chujo
  • 学会等名: 1st Materials Chemistry Frontiers International Symposium
  • 発表場所: Wuhan University (武漢, 中国)
  • 年月日: 2016-09-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Regulation of Aggregation-Induced Emission Properties of Group 13 Elements-Containing Compounds and Their Applications as Optically-Functional Materials (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Tanaka, Yoshiki Chujo
  • 学会等名: PACIFICHEM 2015
  • 発表場所: ハワイ
  • 年月日: 2015-12-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Design and Applications of Stimuli-Responsive Organoboron Complexes with Aggregation-Induced Emission Properties (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Tanaka, Yoshiki Chujo
  • 学会等名: PACIFICHEM 2015
  • 発表場所: ハワイ
  • 年月日: 2015-12-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Aggregation-Induced Emission of Organoboron Compounds (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K.; Chujo, Y.
  • 学会等名: 1st International Symposium on Aggregation-Induced Emission
  • 発表場所: Wuhan, China
  • 年月日: 2013-05-17
  • 招待講演
• [学会発表] Development of POSS-based Functional Materials
  • 著者名/発表者名: Kazuo Tanaka, Yoshiki Chujo
  • 学会等名: KIPS-ESPCI 2013 Meeting
  • 発表場所: フランス、パリ
  • 招待講演
• [学会発表] Design of Advanced Materials Based on POSS
  • 著者名/発表者名: Kazuo Tanaka, Yoshiki Chujo
  • 学会等名: BIT’s 3rd Annual World Congress of Nano Science & Technology-2013
  • 発表場所: 中国、西安
  • 招待講演
• [学会発表] POSSネットワークポリマーを基盤とした光駆動型人工酵素の開発
  • 著者名/発表者名: 田中一生、ジョン＝ジョンファン、中條善樹
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 招待講演
• [学会発表] Aggregation-Induced Emission of Organoboron Compounds
  • 著者名/発表者名: Kazuo Tanaka, Yoshiki Chujo
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Aggregation-Induced Emission
  • 発表場所: 中国、武漢
  • 招待講演
• [学会発表] ナノマテリアルを基盤とした分子プローブ開発と生体情報の定量化
  • 著者名/発表者名: 田中一生、中條善樹
  • 学会等名: 東京大学化学生命工学専攻講演会
  • 発表場所: 東京大学
  • 招待講演
• [図書] Conjugated Polymers: A Practical Guide to Synthesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K.; Chujo, Y.
  • 出版者: Wiley
• [備考] 新学術領域研究「元素ブロック高分子材料の創出」
  • URL: http://element-block.org/
• [産業財産権] 発光材料、インク、及び発光デバイス (2016)
  • 発明者名: 中西貴之, 長谷川靖哉, 中條善樹,他5名
  • 権利者名: 中西貴之, 長谷川靖哉, 中條善樹,他5名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-09-09