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極めて大きなストークスシフトを有するスペクトル変換用・耐熱発光ポリマーの実証研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H03112
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 高分子・繊維材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

安藤 慎治  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (00272667)

研究分担者 石毛 亮平  東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (20625264)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
キーワード高分子機能材料 / 光波長変換材料 / 高発光性ポリイミド / 室温燐光 / 励起状態プロトン移動 / ドナー・アクセプター
研究成果の概要

高発光性ポリイミド(HLPI)の分子設計とその光学特性の知見を基盤とし、太陽光波長変換膜として優れた特性を示すポリイミド共重合体を選定して、実用的な波長変換膜として使用できる大面積HLPI膜の合成・製膜・特性評価技術の確立を行った.具体的には、高効率発光を示す青蛍光性酸無水物に少量の励起状態プロトン移動を生ずる酸無水物を混合した新規のポリイミド共重合体を合成し、両者の間で効率的な励起エネルギー移動を生じさせることで、ほぼ完全に無色透明、かつ極めて大きなストークスシフトを有し、紫外光変換効率約23 %を示す赤橙色発光のHLPI膜を6インチ径の光学ガラス基板上に均一製膜することに成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発された高発光性ポリイミド(HLPI)膜は、合成と製膜が容易な点に加え、350℃以上の耐熱性、高い耐光性と耐環境性、柔軟性と軽量性、十分な機械強度を有し、無色透明かつ高効率の赤橙色発光を示す初めての高分子膜であり、その学術的意義は極めて高い.このHLPI膜を太陽光波長変換膜として利用することで、Si系やペロブスカイト型太陽電池の変換効率向上が可能であり、再生可能エネルギーの加速に資することができる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 6件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ビルニュス物理科学研究セン ター(リトアニア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ウィーン工科大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 中国科学院過程工程研究所(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] プサン国立大学校(韓国)

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      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立台湾科技大・国立台湾大(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ビルニュス物理科学研究センター(リトアニア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ウィーン工科大学(オーストリア)

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      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立台湾科技大・国立台湾大(台湾)

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      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ヴィルニュス物理科学研究センター(リトアニア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ウィーン工科大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoluminescence Properties of Novel Fluorescent Polyimide Based on Excited State Intramolecular Proton Transfer at The End Groups2019

    • 著者名/発表者名
      Naiqiang LIANG, Eisuke FUJIWARA, Mayuko NARA, Ryohei ISHIGE, Shinji ANDO
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 32 号: 3 ページ: 449-455

    • DOI

      10.2494/photopolymer.32.449

    • NAID

      130007744405

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • 年月日
      2019-06-24
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Colorless Troeger’s Base-based Partially Alicyclic Polyimides Exhibiting Good Solubility and Dual Fluorescence/Phosphorescence Emission2019

    • 著者名/発表者名
      Yongbing ZHUANG, Ryoji ORITA, Eisuke FUJIWARA, Yu ZHANG, Shinji ANDO
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 52 号: 10 ページ: 3813-3824

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.9b00273

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of fluorescent polycarbonates with highly twisted N,N-bis(dialkylamino)anthracene AIE luminogens in the main chain2019

    • 著者名/発表者名
      Sairi Amir Sharidan、Kuwahara Kohei、Sasaki Shunsuke、Suzuki Satoshi、Igawa Kazunobu、Tokita Masatoshi、Ando Shinji、Morokuma Keiji、Suenobu Tomoyoshi、Konishi Gen-ichi
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 9 号: 38 ページ: 21733-21740

    • DOI

      10.1039/c9ra03701b

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Photo-Conductive Polyimides Derived from a Novel Imidazole Containing Diamine2019

    • 著者名/発表者名
      Keuk-Min JEONG, Pradip Kumar TAPASWI, Takehiko KAMBARA, Ryohei ISHIGE, Shinji ANDO, Chang-Sik HA
    • 雑誌名

      High Perform. Polym.

      巻: 2019 号: 6 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1177/0954008319892307

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Colorless Semi-aromatic Polyimide Derived from a Sterically Hindered Bromine-Substituted Dianhydride Exhibiting Dual Fluorescent and Phosphorescent Emission2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kanosue, Shuzo Hirata, Martin Vacha, Ramunas Augulis, Vidmantas Gulbinas, Ryohei Ishige, Shinji Ando
    • 雑誌名

      Materials Chemistry Frontier

      巻: 3 号: 1 ページ: 39-49

    • DOI

      10.1039/c8qm00409a

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhanced Fluorescence of Phthalimide Compounds Induced by the Incorporation of Electron-Donating Alicyclic Amino Groups2018

    • 著者名/発表者名
      Ryoji ORITA, Marius FRANCKEVIUS, Aurimas VYNIAUSKAS, Vidmantas GULBINAS, Haruki SUGIYAMA, Hidehiro UEKUSA, Kenta KANOSUE, Ryohei ISHIGE, Shinji ANDO
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Chem.Phys.

      巻: 20 号: 23 ページ: 16033-16044

    • DOI

      10.1039/c8cp01999a

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pressure-Induced Variations of Aggregation Structures in Colorless and Transparent Polyimide Films Analyzed by Optical Microscopy, UV.Vis Absorption, and Fluorescence Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Eisuke FUJIWARA, Hiroshi FUKUDOME, Kazuhiro TAKIZAWA, Ryohei ISHIGE, Shinji ANDO
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B.

      巻: 122 号: 38 ページ: 8985-8997

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b06423

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancing Photoconductivity of Aromatic Polyimide Films by Incorporating Fluorinated Dianhydrides and Main Chain Triphenylamine Structure2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro TAKIZAWA, Sho FUKUCHI, Chiaki TAKEMASA, Ryohei ISHIGE, Shigeo ASAI, Shinji ANDO
    • 雑誌名

      Polymer (Elsevier)

      巻: 157 ページ: 122-130

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2018.10.025

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photophysical relaxation mechanism of excited phtalimide compounds2018

    • 著者名/発表者名
      Ignas CIPLYS, Ryoji ORITA, Shinji ANDO, Vidamantas GULBINAS
    • 雑誌名

      Lithuanian J. Phys.

      巻: 58 号: 4 ページ: 337-345

    • DOI

      10.3952/physics.v58i4.3878

    • NAID

      120006715880

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Design and Synthesis of Multi-Colour Luminescent Polyimides with Very Large Stokes Shifts and Their Performance for Solar Spectral Conversion2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta KANOSUE, Takamichi SHIMOSAKA, Junji WAKITA, Ryohei ISHIGE, Shinji ANDO
    • 雑誌名

      Proceedings of STEPI-10

      巻: 10 ページ: 143-150

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of Luminescence Properties of Phosphorescent Polyimides under Low Temperature and Vacuum Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta KANOSUE, Shinji ANDO
    • 雑誌名

      Scientific Instrument News

      巻: 8 ページ: 19-27

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Multi-color Fluorescent/Phospholescent Polyimides Exhibiting Very Large Stokes Shifts and Their Application For Solar Spectral Conversion2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji ANDO
    • 学会等名
      Symp. ICL-TokyoTech Plastic Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Polyimides and Imide Compounds Exhibiting High Optical Transparency and Enhanced Phosphorescence Emission under Atmospheric and Very High Pressure2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji ANDO, Mayuko NARA, Yutaro ANDO, Kenta KANOSUE, Ryohei ISHIGE
    • 学会等名
      STEPI-11 (Montpellier, France)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photoluminescence Properties of Novel Fluorescent Polyimide based on Excited State Intramolecular Proton Transfer at the End Groups2019

    • 著者名/発表者名
      Naiqiang LIANG, Eisuke FUJIWARA, Mayuko NARA, Ryohei ISHIGE, Shinji ANDO
    • 学会等名
      Photopolym. Sci. Technol. Conf. (Chiba, Japan)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超高圧下での発光寿命測定に基づく燐光性ポリイミド薄膜および低分子イミド化合物の発光挙動と凝集状態の相関解析2019

    • 著者名/発表者名
      安東 優太郎・藤原 瑛右・折田 良司・石毛 亮平・M. Franckeviius・A. Vysniauskas・V. Gulbinas・安藤 慎治
    • 学会等名
      高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 分子鎖末端に臭素を導入したポリイミド薄膜の室温燐光特性と光物理過程の解析2019

    • 著者名/発表者名
      奈良 麻優子・折田 良司・石毛 亮平・安藤 慎治
    • 学会等名
      高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Photoluminescence Properties of Novel Fluorescent Polyimide based on Excited State Intramolecular Proton Transfer at the End Groups2019

    • 著者名/発表者名
      Naiqiang Liang, Eisuke Fujiwara, Mayuko Nara, Ryohei Ishige, Shinji Ando
    • 学会等名
      高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 温度可変発光スペクトル測定に基づく高発光性ポリイミドの蛍光・燐光特性解析2019

    • 著者名/発表者名
      奈良 麻優子・藤原 瑛右・石毛 亮平・安藤 慎治
    • 学会等名
      光化学討論会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Highly Transparent and Orange Fluorescent Polyimide Copolymers based on Excited Intramolecular Proton Transfer in the Main Chain2019

    • 著者名/発表者名
      Naiqiang Liang, Mayuko Nara, Eisuke Fujiwara, Ryohei Ishige, Shinji Ando
    • 学会等名
      高分子学会討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 赤/白色励起状態プロトン移動蛍光を示す末端修飾ポリイミドに向けた蛍光性化合物の合成と光学物性2019

    • 著者名/発表者名
      田淵 敦子・奈良 麻優子・石毛 亮平・安藤 慎治
    • 学会等名
      日本ポリイミド・芳香族系高分子会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ナフタレン骨格を有する燐光発光性イミド化合物の発光特性解析2019

    • 著者名/発表者名
      土井 真里奈・武藤 江一朗・奈良 麻優子・梁 乃強・藤原 瑛右・石毛 亮平・安藤 慎治・佐野 浩介・森 浩章
    • 学会等名
      日本ポリイミド・芳香族系高分子会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 温度可変発光スペクトル測定に基づく高蛍光性ポリイミドの発光特性解析2019

    • 著者名/発表者名
      奈良 麻優子・藤原 瑛右・石毛 亮平・安藤 慎治
    • 学会等名
      日本ポリイミド・芳香族系高分子会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Multi-Color Fluorescent / Phospholescent Polyimides Exhibiting Very Large Stokes Shifts and Their Performance for Solar Spectral Conversion (Keynote lecture)2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji ANDO, Junji WAKITA, Ryohei ISHIGE, K. KANOSUE
    • 学会等名
      2018 Int. Conf. Adv. Polym. Sci. Technol.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 芳香族ポリマーの光・電子・熱機能化のための新しい高分子特性解析法2018

    • 著者名/発表者名
      安藤 慎治
    • 学会等名
      第392回高分子分析研究懇談会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] エネルギー移動に基づく共重合ポリイミドの蛍光・燐光特性制御2018

    • 著者名/発表者名
      奈良 麻優子・折田 良司・鹿末 健太・石毛 亮平・安藤 慎治
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 室温燐光性ポリイミド薄膜の超高圧下における発光挙動の解析2018

    • 著者名/発表者名
      安東 優太郎・藤原 瑛右・折田 良司・石毛 亮平・安藤 慎治
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 燐光性ポリイミド薄膜および低分子イミド化合物の超高圧下における発光挙動の解析2018

    • 著者名/発表者名
      安東 優太郎・藤原 瑛右・折田 良司・石毛 亮平・安藤慎治
    • 学会等名
      第67回高分子学会討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フェルスター型エネルギー移動に基づく共重合ポリイミドの発光スペクトル制御2018

    • 著者名/発表者名
      奈良 麻優子,折田 良司,石毛 亮平,安藤 慎治
    • 学会等名
      第26回日本ポリイミド・芳香族系高分子会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 室温燐光性イミド化合物の超高圧下における発光挙動の解析2018

    • 著者名/発表者名
      安東 優太郎・藤原 瑛右・折田 良司・石毛 亮平・安藤 慎治
    • 学会等名
      第26回日本ポリイミド・芳香族系高分子会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光性末端基を有するポリイミドの圧力下における発光挙動の解析2018

    • 著者名/発表者名
      武藤 江一朗・藤原 瑛右・安東 優太郎・石毛 亮平・安藤 慎治
    • 学会等名
      第26回日本ポリイミド・芳香族系高分子会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Multi-Color Fluorescent / Phospholescent Polyimides with Very Large Stokes Shifts and Their Performance for Solar Spectral Conversion2017

    • 著者名/発表者名
      Shinji ANDO, Junji WAKITA, Ryohei ISHIGE, Kenta KANOSUE
    • 学会等名
      Danube Vltava Sava Polymer Meeting (Wien, Invited)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multi-Color Fluorescent / Phospholescent Polyimides Exhibiting Very Large Stokes Shifts and Their Performance for Solar Spectral Conversion (Keynote lecture)2017

    • 著者名/発表者名
      Shinji ANDO, Junji WAKITA, Ryohei ISHIGE, K. KANOSUE
    • 学会等名
      2018 Int. Conf. Adv. Polym. Sci. Technol.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] かさ高い電子供与性置換基を導入したフタルイミド化合物の蛍光特性制御2017

    • 著者名/発表者名
      折田 良司・鹿末 健太・石毛 亮平・安藤 慎治
    • 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] 重ハロゲンの立体効果による凝集状態制御を基盤とした高透明・室温燐光性ポリイミド2017

    • 著者名/発表者名
      鹿末 健太・安藤 慎治
    • 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] 高い電子供与性を有する環状アミンの導入を基盤とする高蛍光性ポリイミドの光学特性制御2017

    • 著者名/発表者名
      折田 良司・鹿末 健太・石毛 亮平・安藤 慎治
    • 学会等名
      第25回ポリイミド・芳香族系高分子会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フェルスター型エネルギー移動に基づく共重合ポリイミドの蛍光・燐光特性制御2017

    • 著者名/発表者名
      奈良 麻優子・折田 良司・鹿末 健太・石毛 亮平・安藤 慎治
    • 学会等名
      第25回ポリイミド・芳香族系高分子会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] ポリイミド最近の進歩2017(分担)2017

    • 著者名/発表者名
      原田 真梨・岡田 朋大・石毛 亮平・安藤 慎治
    • 総ページ数
      120
    • 出版者
      ポリイミド研究会編, 繊維工業技術振興会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 安藤慎治研究室へようこそ

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/polymer/lab/sando/index.htm

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書 2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-10-20  

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