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分子の動きを駆使した凝集系における発光色制御法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20H02813
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分35030:有機機能材料関連
研究機関大阪大学

研究代表者

武田 洋平  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60608785)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワードメカノクロミズム / 立体配座 / ドナー・アクセプター / 外部刺激応答性 / 有機EL / セレン / テルル / 発光 / 熱活性化遅延蛍光 / ゲルマニウム / 電荷移動 / 外部刺激応答 / ヘリセン
研究開始時の研究の概要

本基盤研究では、研究代表者がこれまでに開発したねじれ型ドナー・アクセプター・ドナーπ共役分子を独自の発光性プラットフォームとして活用することで、圧力や温度など様々な外部刺激に応答して発光色が複数色に変幻する「多色発光性メカノクロミズム」分子を創出し、その指導原理を解明する。さらに、理論科学による分子設計の妥当性の検証や、センシングデバイス材料としての実装にも挑戦する。

研究成果の概要

これまで研究代表者が実績のある、ねじれ型電子ドナー・アクセプター・ドナー(D-A-D)分子をプラットフォームとして活用し、立体配座の多様性・分子の回転・振動の自由度が異なる分子を発光メカノクロミズム分子として設計・合成した。電子アクセプターには、これまで実績のあるジベンゾフェナジンを活用し、電子ドナーには、様々な架橋ヘテロ原子の導入により配座的な柔軟性を示すユニットを選択して合成し、これらが立体配座に起因する発光性メカノクロミズムを示すことを明らかにした。また、高効率有機EL素子の発光材料として機能することも見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

発光性メカノクロミズム分子の設計は、発光性の付与と分子集合状態制御とを両立させる必要があることから、困難である。世界中で様々な研究者が勢力的に独自の分子骨格に意匠をこらして分子凝集系における発光特性制御法を開拓している。しかし、いずれも水素結合や金属ー金属相互作用など分子間相互作用を介した分子配列制御法にもとづく設計であり、これに対して本研究で得られた成果は、明確に異なる立体配座の相互変換による発光メカノクロミズム特性の発現が可能であることを示しており、既存の多色発光性メカノクロミズムの分子設計と原理的に全く異なっている点で学術的意義が高い。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (9件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 9件、 招待講演 19件)

  • [国際共同研究] Silesian University of Technology(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Technological University of Denmark(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Silesian University of Technology(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Technical University of Denmark(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Durham University(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Freiburg(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Silesian University of Technology(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Durham University(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Technological University of Denmark(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Dual-photofunctional organogermanium compound based on donor-acceptor-donor architecture2022

    • 著者名/発表者名
      Nyga Aleksandra、Kaihara Takahito、Hosono Takumi、Sipala Massimiliano、Stachelek Patrycja、Tohnai Norimitsu、Minakata Satoshi、de Sousa Leonardo Evaristo、de Silva Piotr、Data Przemyslaw、Takeda Youhei
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 58 号: 39 ページ: 5889-5892

    • DOI

      10.1039/d2cc01568d

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparative study of thermally activated delayed fluorescent properties of donor?acceptor and donor-acceptor-donor architectures based on phenoxazine and dibenzo[a,j]phenazine2022

    • 著者名/発表者名
      Izumi Saika、Govindharaj Prasannamani、Drewniak Anna、Crocomo Paola Zimmermann、Minakata Satoshi、de Sousa Leonardo Evaristo、de Silva Piotr、Data Przemyslaw、Takeda Youhei
    • 雑誌名

      Beilstein Journal of Organic Chemistry

      巻: 18 ページ: 459-468

    • DOI

      10.3762/bjoc.18.48

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dibenzophenazine‐Based TADF Emitters as Dual Electrochromic and Electroluminescence Materials2022

    • 著者名/発表者名
      Zimmermann Crocomo Paola、Okazaki Masato、Hosono Takumi、Minakata Satoshi、Takeda Youhei、Data Przemyslaw
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 28 号: 43

    • DOI

      10.1002/chem.202200826

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Impact of C2 Insertion into a Carbazole Donor on the Physicochemical Properties of Dibenzo[a,j]phenazine-Cored Donor-Acceptor-Donor Triads2021

    • 著者名/発表者名
      Zimmermann Crocomo Paola、Kaihara Takahito、Kawaguchi. Soki、Stachelek Patrycja、Minakata Satoshi、Silva Piotr、Data Przemyslaw、Takeda Youhei
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: 27 号: 53 ページ: 13390-13398

    • DOI

      10.1002/chem.202101654

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Revealing the internal heavy chalcogen atom effect on the photophysics of the dibenzo[a,j]phenazine-cored donor-acceptor-donor triad2021

    • 著者名/発表者名
      Goto Shimpei、Nitta Yuya、Decarli Nicolas Oliveira、de Sousa Leonardo Evaristo、Stachelek Patrycja、Tohnai Norimitsu、Minakata Satoshi、de Silva Piotr、Data Przemyslaw、Takeda Youhei
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 9 号: 39 ページ: 13942-13953

    • DOI

      10.1039/d1tc02635f

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Peripherally Donor-Installed 7,8-Diaza[5]helicenes as A Platform for Helical Luminophores2021

    • 著者名/発表者名
      Yuta Ikari, Takahito Kaihara, Shimpei Goto, Marcel Bovenkerk, David C. Grenz, Birgit Esser, Marli Ferreira, Patrycja Stachelek, Przemyslaw Data, Takumu Yoshida, Tomoyuki Ikai, Norimitsu Tohnai, Satoshi Minakata, and Youhei Takeda
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: 53 号: 09 ページ: 1584-1596

    • DOI

      10.1055/a-1343-5810

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Development of TADF/RTP-Active Multi-Photofunctional Organic Emitters: Lessons from Reactions and Molecules2022

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      NTU Chemistry Lectures in Spring Semester 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of TADF/RTP-Active Multi-Photofunctional Organic Emitters2022

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      The inaugural OU-WUT joint symposium on physical organic chemistry 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of TADF-Active Multi-Photofunctional Organic Materials Based on Novel Constructive Methods of Azaaromatics2022

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      International Conference on the Science and Technology of Synthetic Metals 2022 (ICSM 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ホウ素で架橋したジフェニルアミンを電子ドナー、ジベンゾフェナジンを電子アクセプターとするD-A-D分子の合成および光物性2022

    • 著者名/発表者名
      中川 陸, 武田洋平, 南方聖司
    • 学会等名
      第56回有機反応若手の会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ホウ素で架橋したジフェニルアミンを電子ドナー、ジベンゾフェナジンを電子アクセプターとするD-A-D分子の合成および光物性2022

    • 著者名/発表者名
      中川 陸, 武田洋平, 南方聖司
    • 学会等名
      第42回有機合成若手セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Development of TADF/RTP-Active Multi-Photofunctional Organic Emitters2022

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      6th International Workshop on Nano and Biophotonics (IWNBP 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of External Stimuli-Responsive Organic Chromic Materials Based on Molecular Conformational Change2022

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      11th International Workshop on Infrared Microscopy and Spectroscopy with Accelerator Based Sources (WIRMS 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 分子の形と元素の性質で産み出す多機能性発光分子2022

    • 著者名/発表者名
      武田洋平
    • 学会等名
      信州大学繊維学部 講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of TADF/RTP-Active Multi-Photofunctional Organic Emitters Based on Dibenzo[a,j]phenazine-Cored Donor-Acceptor-Donor Architectures2022

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      Japan Taiwan Bilateral Workshop on Nano-Science 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ホウ素で架橋したジフェニルアミンを電子ドナー、ジベンゾフェナジンを電子アクセプターとする新規D-A-D分子の合成および光物性2022

    • 著者名/発表者名
      中川 陸, 武田洋平, 南方聖司
    • 学会等名
      第49回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 分子の形と元素の性質を活用する有機発光材料の創製2022

    • 著者名/発表者名
      武田洋平
    • 学会等名
      第92回触媒化学融合研究センター講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「分子の形」と「元素の性質」が織りなす多彩な電荷移動状態に基づく発光有機分子の創製2022

    • 著者名/発表者名
      武田 洋平
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ホウ素で架橋したジフェニルアミンを電子ドナー、ジベンゾフェナジンを電子アクセプターとするD-A-D分子の合成および光物性2022

    • 著者名/発表者名
      中川 陸, 武田 洋平, 南方 聖司
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新奇反応の開発に基づいた多彩な発光有機分子の創製と応用2021

    • 著者名/発表者名
      武田 洋平
    • 学会等名
      九州大学先導物質化学研究所 講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子の形と元素の性質が奏でる多彩な光機能有機分子材料2021

    • 著者名/発表者名
      武田 洋平
    • 学会等名
      第41回有機合成若手セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 含窒素π共役骨格の新構築法を基盤とする多彩な光機能分子の創製2021

    • 著者名/発表者名
      武田 洋平
    • 学会等名
      第31回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高周期カルコゲン元素で架橋した芳香族アミンを電子ドナーとするD-A-D分子の光物性2021

    • 著者名/発表者名
      新田 優也, 後藤 慎平, de Silva Piotr, Data Przemyslaw, 武田 洋平, 南方 聖司
    • 学会等名
      第31回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ジベンゾフェナジンを電子アクセプター、ジヒドロフェナザシリンを電子ドナーとするD-A-D型分子の合成と室温燐光特性2021

    • 著者名/発表者名
      中川 陸, 武田 洋平, 南方 聖司
    • 学会等名
      ホウ素で架橋したジフェニルアミンを電子ドナー、ジベンゾフェナジンを電子アクセプターとするD-A-D分子の合成および物性
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高周期カルコゲン元素で架橋したジフェニルアミンを電子ドナー、ジベンゾフェナジンを電子アクセプターとするD-A-D分子の合成と物性2021

    • 著者名/発表者名
      新田 優也, 後藤 慎平, de Silva Piotr, Data Przemyslaw, 武田 洋平, 南方 聖司
    • 学会等名
      第50回複素環化学討論
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高周期カルコゲン元素で架橋したジフェニルアミンを電子ドナー、ジベンゾフェナジンを電子アクセプターとするD-A-D分子の合成と物性2021

    • 著者名/発表者名
      新田 優也, 後藤 慎平, de Silva Piotr, Data Przemyslaw, 武田 洋平, 南方 聖司
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 汎用元素から成る高効率発光有機材料の開発と多機能化2021

    • 著者名/発表者名
      武田 洋平
    • 学会等名
      大阪大学工業会 産学高分子塾 10周年記念公開セミナー1 応用化学専攻の有機・高分子材料研究最前線
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新奇な合成反応を起点とする多彩な光機能π共役分子の創製と応用2021

    • 著者名/発表者名
      武田 洋平
    • 学会等名
      大阪市立大学 化学科談話会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of dibenzophenazine-cored multiphotofunctional D-A-D π-conjugated molecule having Se-bridged diarylamine donors2021

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda, Shimpei Goto, Przemyslaw Data, Satoshi Minakata
    • 学会等名
      2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アザπ電子系の新構築法に基づいた多彩な発光機能分子の創製2021

    • 著者名/発表者名
      武田 洋平
    • 学会等名
      第14回有機π電子系シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] テルル架橋ジフェニルアミンを電子ドナー、ジベンゾフェナジンを電子アクセプターとするD-A-D分子の合成と物性2021

    • 著者名/発表者名
      新田 優也, 武田 洋平, 南方 聖司
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 含窒素芳香環の新奇構築法に基づいた多彩な発光分子材料の創製2020

    • 著者名/発表者名
      武田 洋平
    • 学会等名
      第2回“光”機到来!Qコロキウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヘテロ元素の特性を活用した多彩な有機機能材料化学2020

    • 著者名/発表者名
      武田 洋平
    • 学会等名
      第174回東海高分子研究会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The Development of Multi-Photofunctional Organic Materials: Lessons from New Reactions and Scaffolds2020

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      ACES Early Career Advisory Board Virtual Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] フェノセレナジンを電子ドナーとするD-A-D型ジベンゾ[a,j]フェナジン誘導体の合成と物性2020

    • 著者名/発表者名
      後藤 慎平, Data Przemyslaw, 武田 洋平, 南方 聖司
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of TADF/RTP-Active Multi-Photofunctional Organic Emitters: Lessons from Molecular Viewpoint2020

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      5th International TADF Workshop/3rd i3-opera Forum
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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