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光を用いた分子ナノカーボンの配列制御と機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 16J08767
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 機能物性化学
研究機関名古屋大学

研究代表者

横山 創一  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードマテリアルイメージング / 粘度プローブ / 動く発行団 / 動的共有結合 / ナノグラフェン / 共役ポリマー / 動く発光団 / 自己組織化 / 分子配列 / 走査型トンネル顕微鏡
研究実績の概要

本年度は、大きく分けて二つの研究を遂行した。
一つ目の研究は、昨年度達成した環境に応じて発光色を変えるFlexible and aromatic photofunctional systems (FLAP) 骨格の末端官能基修飾を利用して、局所的な粘度や高分子中での微弱な力を検出可能なプローブの開発を行った。まず柔軟なシクロオクタテトラエンと剛直なアセン構造を併せ持つFLAP分子の末端に分子量2, 5, 10kDaのPEG鎖をそれぞれ導入した水溶性蛍光粘度プローブを作成した。この分子は低粘度溶液中では励起状態で分子のコンフォメーションが変化することによって緑色の発光を示したが、高粘度溶液中ではコンフォメーション変化が妨げられることで青色の発光を示した。また、Forster-Hoffmannプロット解析によって、この分子が水溶性溶媒中の粘度を定量評価することが可能であることを見い出した。つまり、細胞内の局部的な粘度の可視化できるイメージング材料への応用が期待される。
二つ目の研究では、動的共有結合を利用したナノグラフェンの合成を行った。動的共有結合部位として機能するイミンとチオエーテルを架橋部構造を利用することで、多分散度の低い大環状化合物の合成が期待される。フェノチアジン二量体の酸化構造を単位ユニットとした大環状化合物を合成したところ、数平均分子量Mnは9.5kDaとなり、15量体を形成していることが示唆された。また多分散指標PDIは1.1となり、ほぼ単分散であることが判明した。
さらに、基質を変えてはしご型ポリマーを合成したところ、Mnは10kDa、PDIは2.4となり、THF中における吸収端は1200nmまで長くなり、非常に小さいバンドギャップを有していることを明らかにした。この共役ポリマーは高い溶解性・安定性を有しており、有機デバイスなどへの応用が期待できる。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件)

  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Flapping viscosity probe that shows polarity-independent ratiometric fluorescence2017

    • 著者名/発表者名
      Kotani Ryota、Sotome Hikaru、Okajima Hajime、Yokoyama Soichi、Nakaike Yumi、Kashiwagi Akihiro、Mori Chigusa、Nakada Yuki、Yamaguchi Shigehiro、Osuka Atsuhiro、Sakamoto Akira、Miyasaka Hiroshi、Saito Shohei
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 5 号: 21 ページ: 5248-5256

    • DOI

      10.1039/c7tc01533j

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aggregation of 4,8,12-Triazatriangulene Cation with Amphiphilic Side Chains: Emission Properties in Solution, in Aggregates, and in the Solid State2016

    • 著者名/発表者名
      T. Hirose, K. Sasatsuki, H. Noguchi, S. Yokoyama, K. Matsuda
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 45 号: 9 ページ: 1090-1092

    • DOI

      10.1246/cl.160453

    • NAID

      130005549088

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluorescence behavior of 2,6,10‐trisubstituted 4,8,12‐triazatriangulene cations in solution and in the solid state2016

    • 著者名/発表者名
      H. Noguchi, T. Hirose, S. Yokoyama, K. Matsuda
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 18 号: 38 ページ: 7377-7383

    • DOI

      10.1039/c6ce00703a

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 羽ばたく蛍光粘度プローブのPEG修飾とレオロジー分析2018

    • 著者名/発表者名
      北鹿渡 秀嗣, 横山 創一, 齊藤 尚平, 大須賀 篤弘
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 2,6,10-三置換トリアザトリアンギュレン(TATA)カチオン誘導体の溶液・固体中での発光特性2017

    • 著者名/発表者名
      野口 拡、横山 創一、廣瀬 崇至、松田 建児
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 張力プローブ分子群FLAPを基軸とした発光分子力学の開拓研究2017

    • 著者名/発表者名
      齊藤 尚平、横山 創一、小谷 亮太、山角 拓也、櫛田 亜希、LIU Pengpeng、中池 由美、大須賀 篤弘
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 発光張力プローブFLAPのライブラリー化に向けた化学修飾2017

    • 著者名/発表者名
      小谷 亮太、横山 創一、齊藤 尚平、大須賀 篤弘
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 動く発光団FLAPを有するポリウレタンフィルムの合成とメカノクロミック特性2017

    • 著者名/発表者名
      阿部 博弥, 小谷 亮太, 横山 創一, 末永 智一, 大須賀 篤弘, 齊藤 尚平, 藪 浩
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 柔軟な発光団FLAPの励起状態ダイナミクスと張力プローブへの展開2017

    • 著者名/発表者名
      小谷 亮太, 五月女 光, 岡島 元, 横山 創一, 中池 由美, 大須賀 篤弘, 坂本 章, 宮坂 博, 齊藤 尚平
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 動く発光団FLAPの化学修飾とメカノ応答発光フィルムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      小谷 亮太、横山 創一、阿部 博弥、藪 浩、齊藤 尚平、大須賀 篤弘
    • 学会等名
      第 27 回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 2,6,10-三置換トリアザトリアンギュレン(TATA)カチオン誘導体の発光特性とその置換基依存性2016

    • 著者名/発表者名
      野口 拡、横山 創一、廣瀬 崇至、松田 建児
    • 学会等名
      第 27 回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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