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塩によりπ電子系の変調が可能なFLP導入ポリマーの創製

研究課題

研究課題/領域番号 19K15616
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分35010:高分子化学関連
研究機関山形大学

研究代表者

山門 陵平  山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 助教 (90735549)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード共役系ポリマー / イオン会合体 / アニオン応答 / ルイスペア / π共役系 / Frustrated Lewis Pair / イオンペア / 会合体 / π共役系ポリマー / フラストレイテッドルイスペア / 機能性高分子 / 超分子 / 有機エレクトロニクス
研究開始時の研究の概要

本研究では、チューニングを加えることで自由に光・電子特性を変調できるようなπ電子系ポリマーの創製をめざす。嵩高い置換基を有するルイス酸・塩基を導入した新規π電子系ポリマーを合成し、無機・有機イオンペア(塩)の添加によりルイス酸-アニオンおよびルイス塩基-カチオン会合体を形成することで、π電子系の変調を試みる。さらに、異電荷・同電荷種間の引力および斥力を制御することでπ電子系集合体の自在構築を実現し、様々な有機エレクトロニクス材料への応用をめざす。

研究成果の概要

本研究において、嵩高い置換基を有するルイスペアを導入したπ電子系の合成に成功し、イオンペアを添加することで、ルイス塩基-カチオンおよびルイス酸-アニオン会合体の形成を確認した。さらに、添加するイオンペアの電荷密度によって光学特性を変化させることに成功した。また、ルイスペアを導入したπ共役系ポリマーの合成にも成功し、イオン応答性を評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、ゲスト分子添加というシンプルな手法によって、分子設計・合成を簡略化すると同時に集合形態の制御をおこない、材料創製プロセスの飛躍的な効率向上を可能とする。さらに、多様な組み合わせを簡便にかつ低コストで試行できる野心的で独創的なシステムである。また、ゲスト分子として用いるイオンペアは塩として身近に存在しているものであり、その組み合わせも無限に近く存在するため、本研究課題で目的としている有機エレクトロニクス材料の分野にとどまらず、さまざまな材料への応用が可能な新手法を提案するものである。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Photoisomerization-induced patterning of ion-pairing materials based on anionic azobenzene and its complex with a fluorescent π-electronic system2021

    • 著者名/発表者名
      Yamakado Ryohei、Kitamura Issei、Hara Mitsuo、Nagano Shusaku、Seki Takahiro、Maeda Hiromitsu
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 57 号: 35 ページ: 4287-4290

    • DOI

      10.1039/d0cc07640f

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical property control of π-electronic systems bearing Lewis pairs by ion coordination2020

    • 著者名/発表者名
      Yanbe Takahiro、Mizuguchi Kei、Yamakado Ryohei、Okada Shuji
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 73 ページ: 10654-10657

    • DOI

      10.1039/d0cc04442c

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] イオンによるπ共役系の特性制御とその応用2021

    • 著者名/発表者名
      山門 陵平
    • 学会等名
      日本接着学会東北支部 若手講演会2020-2
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イオン応答性 Frustrated Lewis Pair 含有π電子系の合成と光特性2020

    • 著者名/発表者名
      山門 陵平, 山家 敬弘, 鍋田 寛之, 太田 彩貴, 岡田 修司
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イオン添加による様々な D-π-A型分子の光学特性制御2020

    • 著者名/発表者名
      山門 陵平, 鍋田 寛之, 山家 敬弘, 太田 彩貴, 岡田 修司
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 立体障害があるルイス酸および塩基を含む D-π-A 分子のイオン応答性2020

    • 著者名/発表者名
      鍋田 寛之, 山家 敬弘, 太田 彩貴, 山門 陵平, 岡田 修司
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ルイスペア導入π電子系のゲスト分子による光特性および集合体制御2020

    • 著者名/発表者名
      山家 敬弘, 山門 陵平, 岡田 修司
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 嵩高い置換基を有するルイスペアを導入したD-π-A分子の合成およびその集合体2020

    • 著者名/発表者名
      山家 敬弘, 山門 陵平, 岡田 修司
    • 学会等名
      第69回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of a Cross-Conjugated Molecule with Lewis Acid and Base Moieties and Its Ion-Addtion Effect2019

    • 著者名/発表者名
      鍋田 寛之, 山家 敬弘, 山門 陵平, 岡田 修司
    • 学会等名
      令和元年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of π-Electron Systems with Direct Conjugation between Lewis Acid and Base Moieties and Their Ion-Addition Effect2019

    • 著者名/発表者名
      山家 敬弘, 山門 陵平, 岡田 修司
    • 学会等名
      令和元年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of π-Electron Systems bearing Lewis Acid and Base Moieties and Their Ion-Addition Effect2019

    • 著者名/発表者名
      T. Yanbe, R. Yamakado, and S. Okada
    • 学会等名
      The Second International Conference of Polymeric and Organic Materials in Yamagata University (IPOMY)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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