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Stimuli-responsive polymers through new dynamic metal complexes

研究課題

研究課題/領域番号 18K05247
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分35020:高分子材料関連
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

クスヌディノワ ジュリア  沖縄科学技術大学院大学, 錯体化学・触媒ユニット, 准教授 (90747544)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードmechanophore / mechanoresponse / polymer / copper / triboluminescence / Cu complexes / dynamic ligand / stress sensor / cross linked polymers / N-heterocyclic carbene / pyridinophane / mechanoresponsive / polymers / metal complexes / mechanochemistry
研究成果の概要

架橋ポリアクリレートと発光性銅錯体を用いた機械的刺激応答性材料を開発し、そのメカニカルセンサーとしての潜在性の高さを明らかにした。この系の発光強度は、100% 以下の歪みと 0.1 MPa 以下の応力に対して、敏感かつ可逆的に変化し、発光を CCD カメラでとらえることにより、ストレス分布図が得られることを実証した。
また、ピリジノファン Cu(I)(NHC) 錯体の結晶が摩擦発光を示すことを見出した。詳細な研究により、圧電性と非圧電性の両方の結晶が摩擦発光を示すことを明らかにした。さらにアモルファスの PMMA フィルムと混合し、その表面を擦っても摩擦発光が観測されることを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

The academic significance arises from development of a new concept of using conformational dynamics in photoluminescent complexes to create new fast and reversible mechanophores for mechanoresponsive polymers. Triboluminescent films can be used for conversion of mechanical energy to light.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (6件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Triboluminescence of a new family of CuINHC complexes in crystalline solid and in amorphous polymer films2020

    • 著者名/発表者名
      Karimata, A.; Patil, P. H.; Fayzullin, R. R.; Khaskin, E.; Lapointe, S.; Khusnutdinova, J. R.
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 11 号: 39 ページ: 10814-10820

    • DOI

      10.1039/d0sc04442c

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Highly sensitive mechano-controlled luminescence in polymer films modified by dynamic CuI-based cross-linkers2020

    • 著者名/発表者名
      Karimata, A.; Patil, P. H.; Khaskin, E.; Lapointe, S.; Fayzullin, R. R.; Stampoulis, P.; Khusnutdinova, J. R.
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 1 ページ: 50-53

    • DOI

      10.1039/c9cc08354e

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Interplay between conformational flexibility and photoluminescent properties of mononuclear pyridinophane copper(I) complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Patil, P. H.; Filonenko, G. A.; Lapointe, S.; Fayzullin, R. R.; Khusnutdinova, J. R.
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 57 号: 16 ページ: 10009-10027

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b01181

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Triboluminescence of pyridinophane copper complexes in crystals and polymers2021

    • 著者名/発表者名
      Karimata, A., Patil, P.; Fayzullin, R. R., Khaskin, E., Lapointe, S. & Khusnutdinova, J.
    • 学会等名
      101st CSJ Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Using tribo- and photoluminescent Cu complexes to detect mechanical stress in polymers2021

    • 著者名/発表者名
      Khusnutdinova, J. R.; Karimata, A.
    • 学会等名
      IEICE General Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Triboluminescence of pyridinophane CuI(NHC)complexes in crystals and amorphous polymers2020

    • 著者名/発表者名
      Karimata, A., Patil, P., Fayzullin, R. R., Khaskin, E., Lapointe, S., & Khusnutdinova, J.
    • 学会等名
      Conference of Japan Society of Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Mechanoresponsive photoluminescence in cross-linked polybutylacrylates containing flexible (pyridinophane)Cu(NHC) complexes as mechanophores2020

    • 著者名/発表者名
      Karimata, A., Patil. P., Lapointe, S., Khaskin, E., Fayzullin, R. R., & Khusnutdinova, J. R.
    • 学会等名
      100th Annual Meeting 2020 of the Chemical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Photoluminescent pyridinophane copper(I) complexes bearing NHC ligand and their applications in mechanical-stimuli responsive cross-linked polymer materials2019

    • 著者名/発表者名
      Karimata, A., Patil. P., Lapointe, S., Khaskin, E., Fayzullin, R. R., & Khusnutdinova, J. R.
    • 学会等名
      Japanese Society of Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of Tetradentate Macroclic Ligand Sterics on the Conformational Flexibility and Photoluminescent Properties of Copper(I) Complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Patil, P. H.; Khusnutdinova, J. R.
    • 学会等名
      255th American Chemical Society National Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stimuli-responsive polymers through dynamic coordination compounds2018

    • 著者名/発表者名
      Khusnutdinova, J. R., Karimata, A.; Patil, P. H.
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistry (ICCC)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamic coordination compounds of CuI: new mechanophores and extended metal atom chains2018

    • 著者名/発表者名
      Khusnutdinova, J. R.
    • 学会等名
      the 25th International SPACC Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 機械的力で Cu(I) 錯体の発光強度を制御する

    • URL

      https://www.chem-station.com/blog/2020/04/cu.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] Nnew “smart” polymer glows brighter when stretched

    • URL

      https://www.oist.jp/news-center/news/2020/1/23/feel-force-new-%E2%80%9Csmart%E2%80%9D-polymer-glows-brighter-when-stretched

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 機械的な力を感じてより強く発光する「スマート」ポリマー

    • URL

      https://www.oist.jp/ja/news-center/news/2020/1/23/34675

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] Highlight for general public, Japanese version

    • URL

      https://www.oist.jp/ja/news-center/news/2018/11/7/33291

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Highlight for general public, English version

    • URL

      https://www.oist.jp/news-center/news/2018/11/7/slower-they-turn-brighter-they-glow

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] FY2018 annual report, see Section 3.1

    • URL

      https://groups.oist.jp/cccu/fy2018-annual-report

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] Provisional grant 2020-1034342020

    • 発明者名
      J. R. Khusnutdinova, A. Karimata
    • 権利者名
      J. R. Khusnutdinova, A. Karimata
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] Provisional patent 2020-1200942020

    • 発明者名
      Khusnutdinova, Karimata, Patil
    • 権利者名
      Khusnutdinova, Karimata, Patil
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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