| 研究課題/領域番号 |
19K05434
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
務台 俊樹 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (80313112)
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| 研究分担者 |
重光 保博 長崎大学, 工学研究科, 教授 (50432969)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 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)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 固体発光 / 有機結晶 / ESIPT / 蛍光材料 / 超弾性 / メカノクロミック発光 / 結晶多形 / 水素結合 / 蛍光 / イミダゾピリジン / メカノクロミズム / 七員環 / 分子内水素結合 / 結晶構造解析 / 計算化学 / 励起状態解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
分子の集まり方によって固体発光の色や強度が変化する「集積構造依存型発光」は、分子の化学構造を変えずに発光を制御できる系として近年注目されている。
本研究では、この発光の制御因子として"ひずみ環構造"を利用することを提案し、分子の集積構造や電子状態に与える効果の測定・検証を通じて、その有用性を明らかにすることを目的とする。さらに熱や圧力、溶媒などの外部刺激により発光スイッチングを示す新しい有機固体光機能材料への展開を目指す。
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| 研究成果の概要 |
集積構造依存型発光 (PDL)は、結晶多形どうしの分子間相互作用の違いに起因すると考えられ、本研究では「歪んだ分子内水素結合」を導入してコンホメーションに一定の自由度を与えることで、多形をより取りやすくなることを示した。また、研究の過程で「超弾性発光クロミズム」と呼ばれる非破壊的な可逆的結晶－結晶相転移に基づくメカノクロミック発光現象を見出すとともに、現在まで測定が困難とされている励起状態の結晶構造解析を試み、コンホメーション変化を観察することに成功した。これらの成果は、有機固体発光材料の機構解析と材料開発に向けた重要な知見である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
有機固体発光材料は身近な材料であり、多くの場合、発光色など各種物性は合成化学的に分子構造を変えることで制御されている。近年、合成化学によらず有機分子の「集まり方」を変えることで発光特性を制御できる、という研究成果が世界各地から報告されているが、その発光機構の詳細はいまだ明らかではない。
本研究は、機構解明に向けた適切な分子群を提供し、また「超弾性発光クロミズム」という新たな発光制御方法を見出すとともに、励起状態でのX線結晶構造解析という、発光機構の解析に向けた重要な手がかりとなる成果を得ることに成功した。
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