| 研究課題/領域番号 |
19K22180
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分33:有機化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
佐藤 宗太 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任教授 (40401129)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 円偏光発光 / 大環状芳香族分子 / キラリティ / 超分子集積 / 光学物性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者は，「sp2炭素ネットワークが湾曲した同一曲面上に載った環状のキラルな芳香族分子」という分子構造が良好な円偏光発光の鍵であることを2017年に発見した．本研究は，より優れた円偏光発光分子の開発を行うと共に，超分子集積効果による光学特性の向上をめざす．特に，分子性材料であることの特徴を最大限に引き出すため，結晶性集積固体の構築による特性向上を検討し，精緻な超分子集積構造と光学物性との相関を分子レベルで明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
「sp2炭素ネットワークがつくりだす湾曲したπ共役系が同一曲面上に載った環状のキラルな筒状芳香族分子」という分子設計の指針に従い、主に分子直径を支配要因としてキラル光学特性を制御できることを実証した。また、キラルな筒状芳香族分子の超分子集積による結晶性固体の調製と単結晶X線構造解析に成功した。分子充填構造と分子の方位を考慮しながら、結晶をレーザー加工して薄片化し、特殊なキラル固体の光学特性を測定できる分光器でアーティファクトを除去してキラル光学特性を実測した。これらの実験結果から、高性能なキラル光学特性を有する分子、および、その超分子集積固体の設計指針を得ることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
良好なキラル光学特性、すなわち、左右円偏光の偏りが大きく、かつ吸収・発光の効率が高い分子は、高性能な光学デバイスへの活用を念頭に熱心に開発されてきている。しかし、その分子設計の指針が無く、超分子固体として集積した際の光学特性の変化に関する基礎的知見が無く、どのようにしたら実現できるのか、という大きな課題があった。本研究では、独自にみいだした分子設計指針によって、この問に答える成果を上げることができた。分子が異方的に並ぶ結晶性固体に独特な問題を解決する結晶方位の決定と、方位に従った結晶加工法を新たに開発し、固体に対するキラル光学特性を実測するワークフローを確立することができた。
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