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高速逆フォトクロミック分子系の構築と応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 17K14475
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 機能物性化学
研究機関青山学院大学

研究代表者

武藤 克也  青山学院大学, 理工学部, 助教 (10760605)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードフォトクロミズム / 可視光応答 / 非線形光応答 / 段階的二光子吸収 / 蛍光スイッチング / 超解像顕微鏡 / 逆フォトクロミズム / 蛍光スイッチ / 高次複合光応答 / イミダゾール二量体 / 可視光 / 非線形応答 / 光スイッチ / 複合材料・物性 / 機能性材料
研究成果の概要

本研究では、通常の正フォトクロミズムとは異なり可視光照射によって色が消える逆フォトクロミズムについて研究を行った。特に、二つの正逆フォトクロミック部位を結合させた分子が、可視光応答性を付与する上で必須な「非線形応答」を示すことが明らかとなり、可視光強度に応じて着色状態が変化する分子を合成した。また、逆フォトクロミック分子を用いて、光で蛍光能を制御できるTurn-ON型蛍光スイッチに成功し、超解像顕微鏡や単分子蛍光追跡用のプローブ分子として、逆フォトクロミック分子が有用であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

フォトクロミック分子は、基礎研究のみならず、光記録材料や調光レンズ、超解像顕微鏡プローブ、生体機能制御などの光応答トリガーとしての応用が期待される。特に生命化学分野や材料科学分野において、非破壊的な可視光に応答する分子の創出が期待されている。本研究で開発した可視光非線形応答逆フォトクロミック分子は、反応する励起光強度に閾値を有し、室内光や背景光に左右されないフォトクロミック分子を開発する上で必要不可欠な特性である。また、光で蛍光能を制御できるTurn-ON型蛍光スイッチは、生命現象を詳細に観察できる超解像顕微鏡において重要であり、逆フォトクロミズムを利用した新しい研究展開が期待できる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 1件、 査読あり 11件) 学会発表 (39件) (うち国際学会 18件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Visible light intensity dependent negative photochromism of a binaphthyl-bridged phenoxyl-imidazolyl radical complex2019

    • 著者名/発表者名
      Yonekawa Izumi、Mutoh Katsuya、Abe Jiro
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 号: 9 ページ: 1221-1224

    • DOI

      10.1039/c8cc09591d

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo- and Electro-Driven Molecular Switching System of Aryl-Bridged Photochromic Radical Complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Katsuya、Mutoh Katsuya、Abe Jiro
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 123 号: 10 ページ: 1945-1952

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.8b12384

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochromism of fast photochromic radical complexes forming light-unresponsive stable colored radical cation2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Katsuya、Gomita Isshu、Okajima Hajime、Sakamoto Akira、Mutoh Katsuya、Abe Jiro
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 号: 34 ページ: 4917-4920

    • DOI

      10.1039/c9cc00455f

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Turn-On Mode Fluorescence Switch by Using Negative Photochromic Imidazole Dimer2019

    • 著者名/発表者名
      Mutoh Katsuya、Miyashita Nanae、Arai Kaho、Abe Jiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 号: 14 ページ: 5650-5654

    • DOI

      10.1021/jacs.9b01870

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence modulation by fast photochromism of a [2.2]paracyclophane-bridged imidazole dimer possessing a perylene bisimide moiety2018

    • 著者名/発表者名
      Mutoh Katsuya、Sliwa Michel、Fron Eduard、Hofkens Johan、Abe Jiro
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 6 号: 35 ページ: 9523-9531

    • DOI

      10.1039/c8tc02713g

    • 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] Intensity-Dependent Photoresponse of Biphotochromic Molecule Composed of a Negative and a Positive Photochromic Unit2018

    • 著者名/発表者名
      Yonekawa Izumi、Mutoh Katsuya、Kobayashi Yoichi、Abe Jiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 140 号: 3 ページ: 1091-1097

    • DOI

      10.1021/jacs.7b11673

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stepwise two-photon absorption processes utilizing photochromic reactions2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Yoichi、Mutoh Katsuya、Abe Jiro
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology C

      巻: 34 ページ: 2-28

    • DOI

      10.1016/j.jphotochemrev.2017.12.006

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structurally and electronically modulated spin interaction of transient biradicals in two photon-gated stepwise photochromism2018

    • 著者名/発表者名
      Yonekawa Izumi、Mutoh Katsuya、Kobayashi Yoichi、Abe Jiro
    • 雑誌名

      Photochemical & Photobiological Sciences

      巻: 17 号: 3 ページ: 290-301

    • DOI

      10.1039/c7pp00420f

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reversible Valence Photoisomerization between Closed-Shell Quinoidal and Open-Shell Biradical Forms2018

    • 著者名/発表者名
      Tokunaga Ayako、Mutoh Katsuya、Hasegawa Takeshi、Abe Jiro
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 9 号: 8 ページ: 1833-1837

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.8b00916

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Observation of the Ultrafast Evolution of Open-Shell Biradical in Photochromic Radical Dimer2017

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Kobayashi, Hajime Okajima, Hikaru Sotome, Takeshi Yanai, Katsuya Mutoh, Yusuke Yoneda, Yasuteru Shigeta, Akira Sakamoto, Hiroshi Miyasaka, and Jiro Abe
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 139 号: 18 ページ: 6382-6389

    • DOI

      10.1021/jacs.7b01598

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Simple and Versatile Strategy for Rapid Color Fading and Intense Coloration of Photochromic Naphthopyran Families2017

    • 著者名/発表者名
      Inagaki Yuki、Kobayashi Yoichi、Mutoh Katsuya、Abe Jiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 139 号: 38 ページ: 13429-13441

    • DOI

      10.1021/jacs.7b06293

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 逆フォトクロミズムを示すビナフチル架橋型イミダゾール二量体を用いたターンオン型蛍光スイッチング2019

    • 著者名/発表者名
      宮下奈々恵、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 逆フォトクロミックビナフチル架橋型ラジカル複合体の分光電気化学2019

    • 著者名/発表者名
      新井夏帆、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フォトクロミックフェノキシル-イミダゾリルラジカル複合体のエレクトロクロミック特性2019

    • 著者名/発表者名
      山本将也、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] aza-BODIPYを結合させたフェノキシル-イミダゾリルラジカル複合体の赤色光誘起フォトクロミック反応2019

    • 著者名/発表者名
      松浦佳樹、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 赤色光応答型逆フォトクロミックビナフチル架橋型イミダゾール二量体の創製2019

    • 著者名/発表者名
      米谷 彩、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Si架橋型ビスイミダゾール二量体のフォトクロミズム2019

    • 著者名/発表者名
      田中 翔、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Intensity-dependent color change of stepwise photochromic diacetylene-linked bisnaphthopyran2018

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ito, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Photosynergetics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photocheimcal properties of fast negative photochromic molecule with fluorene units2018

    • 著者名/発表者名
      Kaho Arai, Ayako Tokunaga, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Photosynergetics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photochemical properties of BN-PIC derivative with fluorenyl units2018

    • 著者名/発表者名
      Kaho Arai, Ayako Tokunaga, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      3rd International Caparica Conference on Chromogenic and Emissive Materials (IC3EM 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Excitation wavelength- and intensity-dependent photochromic reaction of fast biphotochromic molecule2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Yamamoto, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 硫化ジフェニル架橋型フェノキシル-イミダゾリルラジカル複合体のフォトクロミズム2018

    • 著者名/発表者名
      西島萌恵、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 逆フォトクロミズムを示すビナフチル架橋型フェノキシル-イミダゾリルラジカル複合体の酸化還元特性2018

    • 著者名/発表者名
      新井夏帆、山本将也、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 逆フォトクロミズムを示すビナフチル架橋型イミダゾール二量体の色調制御2018

    • 著者名/発表者名
      米谷 彩、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アリール架橋型高速フォトクロミックラジカル複合体のエレクトロクロミック特性2018

    • 著者名/発表者名
      山本将也、岡島 元、坂本 章、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Photoactivatable fluorescence using a negative photochromic binaphthyl-bridged imidazole dimer2018

    • 著者名/発表者名
      Nanae Miyashita, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      10th Asian Photochemsitry Conference (APC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Red-light-responsive fast photochromism of phenoxyl-imidazolyl radical complex combined with an aza-bodipy unit2018

    • 著者名/発表者名
      Keiki Matsuura, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      10th Asian Photochemsitry Conference (APC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrochemical study of negative photochromic binaphthyl-bridged radial complex2018

    • 著者名/発表者名
      Kaho Arai, Katsuya Yamamoto, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      10th Asian Photochemsitry Conference (APC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stepwise fast photochromism depending on excitation light wavelength and intensity2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Yamamoto, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      10th Asian Photochemsitry Conference (APC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rational molecular design for the control of negative photochromic properties of binaphthyl-bridged imidazole dimers2018

    • 著者名/発表者名
      Aya Kometani, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      10th Asian Photochemsitry Conference (APC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple photoresponse based on interaction between hetero photochromicunits2018

    • 著者名/発表者名
      Ayako Tokunaga, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      CEMS International Symposium on Supramolecular Chemistry and Functional Materials 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of non-linear optical responsive fast negative photochromic compounds2018

    • 著者名/発表者名
      Izumi Yonekawa, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      CEMS International Symposium on Supramolecular Chemistry and Functional Materials 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stepwise two-photon-gated photochromism of bis(reversed phenoxyl-imidazolyl radial complex) derivatives2018

    • 著者名/発表者名
      Shota Toshimitsu, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      CEMS International Symposium on Supramolecular Chemistry and Functional Materials 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A simple and effective strategy for intense coloration and fast decoloration of photochromic naphthopyrans2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Inagaki, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      CEMS International Symposium on Supramolecular Chemistry and Functional Materials 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非線形可視光応答を示す高速逆フォトクロミック分子2018

    • 著者名/発表者名
      米川いずみ、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 波長選択光反応を示す逆フォトクロミズム2018

    • 著者名/発表者名
      新井夏帆、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 波長選択光応答を示すバイフォトクロミック分子2018

    • 著者名/発表者名
      德永彩子、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ビラジカル-キノイド原子価異性を用いた段階的二光子誘起フォトクロミズムの光制御2018

    • 著者名/発表者名
      利光翔太、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規ビスナフトピランの段階的二光子誘起フォトクロミズム2018

    • 著者名/発表者名
      稲垣佑樹、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Photochromism of the bridged imidazole dimers with flexible moieties2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Mutoh, Yoichi Kobayashi, Jiro Abe
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Photochemistry (ICP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stepwise two-photon-gated photochromic reaction of bis([2,2]paracyclophane-bridged imidazole dimer)2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Yamamoto, Katsuya Mutoh, Yoichi Kobayashi, Jiro Abe
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Photochemistry (ICP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photochromic molecules composed of two negative photochromic units2017

    • 著者名/発表者名
      Ayako Tokunaga, Katsuya Mutoh, Yoichi Kobayashi, Jiro Abe
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Photochemistry (ICP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Negative photochromism of biphenyl bridged imidazole dimer derivatives2017

    • 著者名/発表者名
      Aya Kometani, Katsuya Mutoh, Yoichi Kobayashi, Jiro Abe
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Photochemistry (ICP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Suppression of formation of long-lived transoid-trans colored form of naphthopyran derivatives by simple substitutions2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Inagaki, Katsuya Mutoh, Yoichi Kobayashi, Jiro Abe
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Photochemistry (ICP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A simple and versatile strategy for rapid color fading and intense coloration of photochromic naphthopyran derivatives2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Inagaki, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      The 12th Phenics International Netwaork Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 異なる高速フォトクロミック部位を有する段階的二光子誘起フォトクロミズム2017

    • 著者名/発表者名
      山本将也、武藤克也、阿部 二朗
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 14族元素架橋型イミダゾール二量体のフォトクロミズム2017

    • 著者名/発表者名
      田中 翔、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of non-linear optical responsive fast negative photochromic molecule2017

    • 著者名/発表者名
      Izumi Yonekawa, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonlinear photoresponse based on strong electronic coupling between two photochromic sites2017

    • 著者名/発表者名
      Ayako Tokunaga, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A simple and versatile strategy for rapid color fading and intense coloration of photochromic naphthopyrans2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Inagaki, Katsuya Mutoh, Jiro Abe
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 光機能性有機・高分子材料における新たな息吹2019

    • 著者名/発表者名
      市村國宏編
    • 総ページ数
      333
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781314143
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.chem.aoyama.ac.jp/Chem/ChemHP/phys3/top/mutoh_profile.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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