光応答性スイッチング機能を有するポリマー白色発光体の創成と開発

• 研究課題/領域番号: 15K13706
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 赤木 和夫 京都大学, 工学研究科, 教授 (20150964)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 芳香族共役ポリマー / 白色発光 / 七色発光 / 光応答性 / ジチエニルエテン / 光スイッチング / ナノ粒子 / 七色蛍光 / 共役ポリマー / 三原色 / 光異性化

研究成果の概要

光三原色の赤緑青（ＲＧＢ）の蛍光を有する三種類の芳香族共役ポリマーのそれぞれの側鎖に、光応答性ジチエニルエテン部位を導入した。三種類のポリマーを最適比で混合することにより、ＲＧＢのみならず白色の発光と消光を、外部紫外・可視光線の照射によりスイッチング制御することに成功した。次に、三種類のポリマーのひとつを、光応答性側鎖をもたないポリマーに置き換えることにより、白色と各ＲＧＢ色との間で発光色が可逆的に変わるポリマー混合系を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Aligned Carbon and Graphite Fibers Prepared from Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Single Crystals Synthesized by Solid-State Polymerization and Their Supercapacitor Performance (2017)
  • 著者名/発表者名: B. Yan, S. Matsushita, K. Akagi
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. C 巻: 5 号: 15 ページ: 3823-3829
  • DOI: 10.1039/c7tc00709d
  • 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] Chiroptical Resolution and Thermal Switching of Chirality in Conjugated Polymer Luminescence via Selective Reflection using a Double-Layered Cell of Chiral Nematic Liquid Crystal (2017)
  • 著者名/発表者名: J. Yan, F. Ota, B. A. San Jose, K. Akagi
  • 雑誌名: Adv. Funct. Mater. 巻: 27 号: 2 ページ: 1604529-1604539
  • DOI: 10.1002/adfm.201604529
  • 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] Apparent Power Law Scaling of Variable Range Hopping Conduction in Carbonized Polymer Nanofibers (2016)
  • 著者名/発表者名: K. H. Kim, S. Lara-Avila, H. Kang, H. He, J. Eklof, S. J. Hong, M. Park, K. Moth-Poulsen, S. Matsushita, K. Akagi, S. Kubatkin, Y. W. Park
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 37783-37791
  • DOI: 10.1038/srep37783
  • NAID: 120005997908
  • 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] Morphology-Controlled Carbon and Graphitic Films Prepared from Helical PEDOT Films as Precursors via Solid-State Carbonization (2016)
  • 著者名/発表者名: B. Yan, S. Matsushita, K. Akagi
  • 雑誌名: Chem. Mater. 巻: 28 号: 23 ページ: 8781-8791
  • DOI: 10.1021/acs.chemmater.6b04355
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Liquid Crystallinity-Enforced Chirality Transfer from Chiral Monosubstituted Polyacetylene Copolymer to Poly(para-phenyleneethynylene) (2016)
  • 著者名/発表者名: B. A. San Jose, S. Matsushita, K. Akagi
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 49 号: 20 ページ: 7703-7708
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.6b01952
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Helically Assembled Pyrene Arrays on an RNA Duplex that Exhibit Circularly Polarized Luminescence with Excimer Formation (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Nakamura, J. Suzuki, F. Ota, T. Takada, K. Akagi, K. Yamana
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 22 号: 27 ページ: 9121-9124
  • DOI: 10.1002/chem.201602043
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Morphology-Controlled Carbonaceous and Graphitic Materials Prepared from Conjugated Polymers as Precursors through Solid-State Carbonization (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Matsushita, B. Yan, M. Kyotani, K. Akagi
  • 雑誌名: Synth. Met. 巻: 216 ページ: 103-112
  • DOI: 10.1016/j.synthmet.2015.09.010
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 光で光を制御する ― 光応答性白色および虹色カラー発光体の創成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡辺和誉, 赤木和夫
  • 雑誌名: 化学 巻: 71 ページ: 32-37
  • NAID: 40020963823
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Macroscopically Aligned Graphite Films Prepared from Iodine-Doped Stretchable Polyacetylene Films Using Morphology-Retaining Carbonization (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Matsushita, K. Akagi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 137 号: 28 ページ: 9077-9087
  • DOI: 10.1021/jacs.5b04012
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Macroscopically Aligned Carbon and Graphite Whiskers Prepared from Poly(m-phenylene) Derivatives with Helicene-like Helical Structures (2015)
  • 著者名/発表者名: B. Yan, S. Matsushita, K. Suda, K. Akagi
  • 雑誌名: Chem.Mater. 巻: in press 号: 8 ページ: 2973-2980
  • DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b00303
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interchain Helically π-Stacked Assembly of Cationic Chiral Poly(para-phenylene) Derivatives Enforced by Anionic π-Conjugated Molecules through Both Electrostatic and π－π Interactions (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Watanabe, Z. Sun, K. Akagi
  • 雑誌名: Chem.Mater. 巻: in press 号: 8 ページ: 2895-2902
  • DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b00121
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dynamic Control of Full-Colored Emission and Quenching of Photoresponsive Conjugated Polymers by Photostimuli (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Watanabe, H. Hayasaka, T. Miyashita, K. Ueda , K. Akagi
  • 雑誌名: Adv. Funct. Mater. 巻: in press 号: 19 ページ: 2794-2806
  • DOI: 10.1002/adfm.201500136
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Helical Network Polymers Exhibiting Circularly Polarized Luminescence with Thermal Stability. Synthesis via Photo-Cross-Link Polymerizations of Methacrylate Derivatives in a Chiral Nematic Liquid Crystal (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Park, T. Yu, T. Inagaki, K. Akagi
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 48 号: 7 ページ: 1930-1940
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.5b00063
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Liquid Crystallinity-Embodied Imidazolium-Based Ionic Liquids and Their Chiral Mesophases Induced by Axially Chiral Tetra-Substituted Binaphthyl Derivatives (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ahn, S.Yamakawa, K. Akagi
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. C 巻: 3 号: 16 ページ: 3960-3970
  • DOI: 10.1039/c4tc02968b
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 超階層構造制御されたらせん共役ポリマー (2015)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫
  • 雑誌名: 高分子 巻: 64 ページ: 703-705
• [学会発表] Helical Structures and Chiroptical Properties of Multifunctional Conjugated Polymers (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: 29th International Symposium on Chirality (Chirality 2017)
  • 発表場所: Waseda University International Conference Center (Shinjuku-ku, Tokyo, Japan)
  • 年月日: 2017-07-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Conjugated Polymers-Based Multifunctional Materials with Photoresponsive Helical Structures and Chiroptical Properties (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: Energy Materials Nanotechnology (EMN) Meeting on Smart and Multifunctional Materials
  • 発表場所: Mercure Roma West (Rome, Italy)
  • 年月日: 2017-06-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] キラル液晶場での光カチオン重合によるヘリカルネットワークポリマーの合成とその円偏光発光特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 楠 賢、稲垣拓也、赤木和夫
  • 学会等名: 第66回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 幕張メッセ (千葉県千葉市)
  • 年月日: 2017-05-29
• [学会発表] 多重分子間相互作用を利用したキラルおよびアキラル芳香族共役系ポリマー間でのキラリティ転写 (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田恭佑、野津賢祐、赤木和夫
  • 学会等名: 第66回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市)
  • 年月日: 2017-05-29
• [学会発表] キラル置換型ポリメタフェニレンエチニレン誘導体の凝集状態でのキラル反転 (2017)
  • 著者名/発表者名: 日高将智、閻柏如、松下哲士、赤木和夫
  • 学会等名: 第66回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市)
  • 年月日: 2017-05-29
• [学会発表] キラルネマチック相を示す液晶性イオン液体の合成と不斉電解重合への応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 和田浩平、山川勝平、赤木和夫
  • 学会等名: 第66回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 幕張メッセ （千葉県千葉市)
  • 年月日: 2017-05-29
• [学会発表] 液晶と共役ポリマーとの融合化学の開拓と展開(Development and Progress of Interdisciplinary Chemistry Based on Integration of Liquid Crystals and Conjugated Polymers） (2017)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫
  • 学会等名: 日本化学会
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
  • 招待講演
• [学会発表] キラル液晶の選択反射を用いた共役ポリマー発光のキラル分割と熱的スイッチング (2016)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫
  • 学会等名: 日本化学繊維研究所第74回講演会
  • 発表場所: 京都大学桂ホール（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-11-10
  • 招待講演
• [学会発表] 芳香族系キラル側鎖を有する二置換ポリアセチレンの合成と円偏光発光特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大田冬木、赤木和夫
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学 横浜キャンパス (神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] π-π相互作用と水素結合を利用した芳香族共役系ポリマー凝集体の構築とその光学特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 原田恭佑、野津賢祐、赤木和夫
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学 横浜キャンパス (神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] キラル側鎖を有するポリジフェニルアセチレン誘導体の合成と光学特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松山大起、大田冬木、赤木和夫
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学 横浜キャンパス (神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] 温度により多重キラル反転する不斉液晶の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大門幸生、坪井一俊、赤木和夫
  • 学会等名: 日本液晶討論会
  • 発表場所: 大阪工業大学 大宮キャンパス（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2016-09-05
• [学会発表] 軸不斉ビナフチル部位と光応答性ジアリールエテン部位を架橋したキラル化合物の合成と不斉液晶場の構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 森川陽太、植田健太、赤木和夫
  • 学会等名: 日本液晶討論会
  • 発表場所: 大阪工業大学 大宮キャンパス（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2016-09-05
• [学会発表] キラルネマチック相を示す液晶性イオン液体の合成と不斉電解重合への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 和田浩平、山川勝平、赤木和夫
  • 学会等名: 日本液晶討論会
  • 発表場所: 大阪工業大学 大宮キャンパス（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2016-09-05
• [学会発表] Hierarchically Assembled Conjugated Polymers with Photoresponsive Helical Structures and Chiroptical Properties (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM2016)
  • 発表場所: Guangzhou Baiyun International Convention Center (Guangzhou, China)
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Hierarchically Assembled Conjugated Polymers with Photoresponsive Helical Structures and Chiroptical Properties (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM2014)
  • 発表場所: Guangzhou (China)
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] キラルおよびラセミ芳香族共役系ポリマー間でのヘリカル積層π－π相互作用に基づくキラリティ転写 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野津賢祐、渡辺和誉、赤木和夫
  • 学会等名: 第65回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場 (兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] Synthesis of Helical Network Polymers through Photo-Crosslink Polymerization in Chiral Liquid Crystal Field and Their Application to Chiral Templates (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Inagaki, J. Park, K. Akagi
  • 学会等名: 第65回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場 (兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] キラル液晶が織りなす捻れの世界 (2016)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫
  • 学会等名: 日本学術振興会・情報科学用有機材料第142委員会
  • 発表場所: 東京理科大学神楽坂キャンパス（東京都新宿区）
  • 年月日: 2016-03-10
  • 招待講演
• [学会発表] Advances in Conjugated Polymers (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2015)
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii (USA)
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Recent Progress in Conjugated Polymers (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: Pacific Polymer Conference 14
  • 発表場所: Kauai, Hawaii (USA)
  • 年月日: 2015-12-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 有機高分子系の熱分解を制御した形態保持化学的固相炭素化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 京谷陸征、松下哲士、赤木和夫
  • 学会等名: 炭素材料学会年会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス （大阪府吹田市）
  • 年月日: 2015-12-02
• [学会発表] 共役ポリマーの円偏光発光における極限的非対称性因子の実現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫
  • 学会等名: 日本化学繊維研究所第73回講演会
  • 発表場所: 京都大学桂ホール（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-11-10
  • 招待講演
• [学会発表] Hierarchically Assembled Conjugated Polymers with Helical Structures and Chiroptical Properties (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: Bristol-Heidelberg-Kyoto (BHK) Symposium
  • 発表場所: Bristol (UK)
  • 年月日: 2015-11-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] セルロース系繊維材料の熱分解の無い化学的固相炭素化竹紙からの丈夫な高導電性炭化紙の生成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 京谷陸征、田中裕之、松下哲士、赤木和夫
  • 学会等名: 繊維学会秋季年会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学 （京都府京都市）
  • 年月日: 2015-10-22
• [学会発表] Recent Progress in Conjugated Polymers (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: IUPAC 11th International Conference on Advanced Polymers via Macromolecular Engineering (APME 2015)
  • 発表場所: Pacifico Yokohama (Yokohama, Japan)
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 光応答性不斉化合物を用いた液晶場のキラリティー制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 植田健太、赤木和夫
  • 学会等名: 日本液晶討論会
  • 発表場所: 東京工業大学 すずかけ台キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-09-07
• [学会発表] Progress in Helical Conjugated Polymers (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: The Kyoto-Bordeaux Symposium
  • 発表場所: Center of Innovation Building of Kyoto University (Kyoto, Japan)
  • 年月日: 2015-05-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Advances in Conjugated Polymers (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: The International Symposium on Carbon Electronics (ISCE) 2015
  • 発表場所: Pusan (Korea)
  • 年月日: 2015-05-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] Functional Organic and Hybrid Nanostructured Materials: Fabrication, Properties, and Applications, “Functional Nanostructured Conjugated Polymers” (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Matsushita, B. A. San Jose, K. Akagi
  • 出版者: Wiley-VCH
• [図書] 日本の高分子科学技術史 第2巻 (2016)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫
  • 総ページ数: 252
  • 出版者: 高分子学会
• [備考] 研究紹介
  • URL: http://www.fps.polym.kyoto-u.ac.jp/research.html