特殊な分子濃縮技術を利用する分子集合ナノ繊維への硬質支持体の導入および機能付与

• 研究課題/領域番号: 15J11530
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: ナノ構造化学
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 岡﨑 豊 熊本大学, 自然科学研究科, 特別研究員(PD) (20794465)
• 研究期間 (年度): 2015-04-24 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 1,940千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: 分子集合体 / ナノ繊維 / キラル配向ナノテンプレート / 誘起キラリティ / 円偏光発光

研究実績の概要

本年度は、円偏光発光（CPL）発現の新たなアプローチの確立に向け、誘起CPLの発現機構について詳細な研究を行ってきた。
ナノ繊維状分子集合体が形成するキラル界面（キラルナノテンプレート）にアキラルな発光性分子を濃縮することにより、誘起CPLを発現させるという新たなアプローチの確立および発現機構の調査を行なった。本アプローチの特徴である、様々な組み合わせが可能であるという点を活かし、従来までの合成化学的アプローチでは困難であった系統的な調査に基づき、吸収及び発光における円偏光度（|gCD|および|glum|）の相関性を明らかにした。導き出したこの相関性から、①ナノテンプレートによる二次キラリティと、②発光性分子とキラルナノテンプレート間の強い静電相互作用によって、CPLの発現および強度の制御が可能となることを明らかにした。結果として有機化合物（溶液系）における最高値（|glum| = 0.102）の発現に成功している。
本年度の研究成果は、化学分野において最高峰の学術雑誌の一つであるAngew. Chem. Int. Ed. 2017をはじめとし、学術論文2報および国内外の学会発表12件にて発表している。また、サンクトペテルブルグ（ロシア）で開催された国際学会12th Saint-Petersburg Conference of Young Scientists with international participation "Modern Problems of Polymer Science”において、Best poster presentation awardに選ばれる等，本年度の研究評価が高く評価されている。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] CNRS-University of Bordeaux(フランス)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] Induction of Strong and Tunable Circularly Polarized Luminescence of Nonchiral, Nonmetal, Low-Molecular-Weight Fluorophores Using Chiral Nanotemplates (2017)
  • 著者名/発表者名: Taisei Goto, Yutaka Okazaki, Masahiro Ueki, Yutaka Kuwahara, Makoto Takafuji, Reiko Oda, Hirotaka Ihara
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 56 号: 11 ページ: 2989-2993
  • DOI: 10.1002/anie.201612331
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Direct observation of siloxane chirality on twisted and helical nanometric amorphous silica (2016)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Okazaki, Thierry Buffeteau, Elise Siurdyban, David Talaga, Naoya Ryu, Ryohei Yagi, Emilie Pouget, Makoto Takafuji, Hirotaka Ihara, Reiko Oda
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 16 号: 10 ページ: 6411-6415
  • DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b02858
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Facile and versatile approach for generating circularly polarized luminescence by dye-on-nanotemplate composite system (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Okazaki, T. Goto, R. Sakaguchi, Y. Kuwahara, M. Takafuji, R. Oda, H. Ihara
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 45 号: 4 ページ: 448-450
  • DOI: 10.1246/cl.160047
  • NAID: 130005144010
  • 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] Memorized chiral arrangement of gemini surfactant assemblies in nanometric hybrid organic-silica helices (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Ryu, Y. Okazaki, K. Hirai, M. Takafuji, S. Nagaoka, E. Pouget, H. Ihara, R. Oda
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 52 号: 34 ページ: 5800-5803
  • DOI: 10.1039/c6cc01219a
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Manipulation of discrete porphyrin-fullerene nanopillar arrays regulated by the phase separated infiltration of polymer in ternary blended organic thin-films (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Lee, H. Jintoku, Y. Okazaki, T. Sagawa, M. Takafuji, H. Ihara
  • 雑誌名: Solar Energy Materials & Solar Cells 巻: 140 ページ: 428-438
  • DOI: 10.1016/j.solmat.2015.04.043
  • 査読あり
• [学会発表] Polymerization of bis(triethoxysilyl)biphenyl on chiral supramolecular template for fabrication of chiral organic-inorganic hybrid materials (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoya Ryu, Yutaka Okazaki, Tsutomu Kawaguchi, Shoji Nagaoka, Makoto Takafuji, Reiko Oda, Hirotaka Ihara
  • 学会等名: the 11th SPSJ International Polymer Conference (IPC2016)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2016-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] CPL-generating transparent polymer films enclosing dye-on-template composite system (2016)
  • 著者名/発表者名: Taisei Goto, Yutaka Okazaki, Masahiro Ueki, Yutaka Kuwahara, Makoto Takafuji, Reiko Oda, Hirotaka Ihara
  • 学会等名: the 11th SPSJ International Polymer Conference (IPC2016)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2016-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Fabrication of helical silica nanoribbons through chirality-induced polymerization on chirally-oriented assembling system (2016)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Okazaki, Emilie Pouget, Reiko Oda, Naoya Ryu, Makoto Takafuji, Hirotaka Ihara
  • 学会等名: the 11th SPSJ International Polymer Conference (IPC2016)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2016-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Supramolecular gel-based circularly polarized luminescent system (2016)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Okazaki, Taisei Goto, Masahiro Ueki, Yutaka Kuwahara, Makoto Takafuji, Hirotaka Ihara
  • 学会等名: 12th Saint-Petersburg Conference of Young Scientists with international participation "Modern Problems of Polymer Science
  • 発表場所: Saint-Petersburg, Russia
  • 年月日: 2016-11-16
  • 国際学会
• [学会発表] 超分子ナノ繊維をポリマー中に封入した光質変換フィルムの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 後藤 泰政, 岡﨑 豊, 植木 将博, 桑原 穣, 高藤 誠, 伊原 博隆
  • 学会等名: 第6回 CSJ化学フェスタ2016
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2016-11-16
• [学会発表] Polymer functionalization by supramolecular gel: Basic idea to light management application (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirotaka Ihara, Makoto Takafuji, Yutaka Kuwahara, Yutaka Okazaki, Taisei Goto, Masahiro Ueki, Reiko Oda
  • 学会等名: 12th Saint-Petersburg Conference of Young Scientists with international participation "Modern Problems of Polymer Science
  • 発表場所: Saint-Petersburg, Russia
  • 年月日: 2016-11-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 高純度円偏光発光のための共集積キラルシステムの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡﨑豊、後藤泰政、植木将博、桑原穣、高藤誠、伊原博隆
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2016-09-15
• [学会発表] ゾル・ゲルテンプレート重合によるキラルカウンターイオン誘起ヘリカル二次構造の固定化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 龍 直哉、岡崎 豊、高藤 誠、Emilie POUGET、Reiko ODA、永岡 昭二、伊原 博隆
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2016-09-15
• [学会発表] Chirally-assembled nanofibrillar system for strong circularly polarized luminescence (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirotaka Ihara, Yutaka Okazaki, Taisei Goto, Masahiro Ueki, Yutaka Kuwahara, Makoto Takafuji, Reiko Oda
  • 学会等名: The 2nd International Conference on NanoMaterials for health, energy and environment
  • 発表場所: Flic en Flac, Mauritius
  • 年月日: 2016-09-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 円偏光ルミネッセンス発現のための分散性キラルナノ繊維の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 植木将博、岡﨑豊、後藤泰政、桑原穣、高藤誠、伊原博隆
  • 学会等名: 第53回化学関連支部合同九州大会 外国人研究者交流国際シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2016-07-04
• [学会発表] 自己組織化による機能材料の開発～有機からハイブリッドへ (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊原博隆、岡﨑豊
  • 学会等名: 東海若手セラミスト懇話会夏期セミナー
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2016-06-23
  • 招待講演
• [学会発表] 超分子ナノ繊維をキラルテンプレートとする巨大円偏光発光システム (2016)
  • 著者名/発表者名: 後藤泰政, 岡﨑豊, 植木将博, 桑原穣, 高藤誠, 伊原博隆
  • 学会等名: 第65回高分子年次会
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] Induction of CD and CPL to non-chiral fluorescent dyes in chiral nano-pocket created by L-glutamide-based helical nano-assemblies (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Okazaki, T. Goto, Y. Kuwahara, M. Takafuji, H. Ihara
  • 学会等名: 251th ACS National meeting & Expo
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-03-17
  • 国際学会
• [学会発表] CPL-generation system via chirality induction from self-assembled nanotemplate to non-chiral, low-molecular fluorophores (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Okazaki
  • 学会等名: 6th PHOENICS International Symposium
  • 発表場所: Kumamoto, Japan
  • 年月日: 2016-02-29
  • 国際学会
• [学会発表] Accumulation control of polyaromatic molecules through incorporation into single-walled bilayer membrane nanotubes (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Okazaki, R. Sakaguchi, M. Takafuji, H. Ihara
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] キラル超分子ゲルによる未修飾ピレンへの光機能伝達 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡﨑豊、坂口隆亮、高藤誠、伊原博隆
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 仙台市, 宮城県
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] Incorporation behavior of lipophilic molecules into lipid bilayer membrane-based nanotubes (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Okazaki, R. Sakaguchi, M. Takafuji, H. Ihara
  • 学会等名: 250th ACS National meeting & Expo
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2015-08-16
  • 国際学会
• [学会発表] Preparation of lipid bilayer membrane-based nanotubes-enclosed polymer composite film (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Okazaki, S. Konomi, M. Takafuji, H. Ihara
  • 学会等名: 250th ACS National meeting & Expo
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2015-08-16
  • 国際学会
• [学会発表] キラルな発光性ナノ繊維の作製および光機能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡﨑豊、坂口隆亮、高藤誠、伊原博隆
  • 学会等名: 第45回繊維学会夏期セミナー
  • 発表場所: 北九州市, 福岡県
  • 年月日: 2015-07-30
• [備考] 伊原研究室ホームページ
  • URL: http://www.chem.kumamoto-u.ac.jp/~ihara/lab3/index-j.html