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層状ナノ粒子と白金錯体との複合化が可能とする超高効率発光材料

研究課題

研究課題/領域番号 21K05094
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34010:無機・錯体化学関連
研究機関関西学院大学 (2022-2023)
北海道大学 (2021)

研究代表者

吉田 将己  関西学院大学, 生命環境学部, 講師 (20712293)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード錯体化学 / 発光材料 / 刺激応答性材料 / ナノ粒子
研究開始時の研究の概要

本研究では、次世代の省エネルギー型光デバイスへの応用を見据え、発光性有機金属錯体と無機ナノ材料との複合化に基づく超高効率発光材料の設計指針を確立することを目標とする。具体的には、結晶状態では明るく光るものの溶液中では発光が低下する白金(II)錯体を層状ナノ粒子と複合化させることで溶液中でも高い発光性を保持させ、幅広い応用性を兼ね備えた材料群へと昇華させる。これにより、安価かつ非常に簡便な方法で既存のあらゆる白金(II)錯体を強発光化する方法論を確立し、高効率発光材料開発に変革を起こしたい。

研究成果の概要

高効率発光体の開発は、次世代の省エネルギー型発光素子開発の重要な基盤研究である。白金(II)錯体は集積により高い発光性を示すため発光体として期待される一方で、溶液中で発光性を低下させることが課題であった。本研究では、この白金(II)錯体をカチオン性ナノ粒子上に担持させることでこの課題の解決を目指した。その結果(1)ナノ粒子への担持により白金(II)錯体の発光性を水中においても保持させることに成功した。(2)さらにこの白金(II)錯体/ナノ粒子複合体は湿度を反映して発光色を大きく変化させた。これらの成果は、分子科学に立脚した発光材料・光電子材料を開発据える上で重要な知見を与えるものを期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

社会的意義:深刻化するエネルギー問題の観点から、高効率発光材料の開発は喫緊の課題である。溶液中で発光性が低下するという白金(II)錯体の課題をナノ粒子上への担持という簡便な操作で解決する本研究成果は、白金(II)錯体を実用的な発光材料へと昇華する重要な知見を与えるものと期待される。
学術的意義:白金(II)錯体の自己集積に基づく発光変化は光化学や分析化学、超分子化学など幅広い分野で注目を集めてきた。一方、集積の戦略的な設計には煩雑な分子修飾を含む試行錯誤を必要とする。ナノ粒子上において簡便に白金(II)錯体の動的な集積に成功した本研究は、これら幅広い分野にインパクトを与えるものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (24件) (うち国際共著 3件、 査読あり 24件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] タルトゥ大学工学研究所(エストニア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Photophysical Tuning of Imidazolium Tetrahalidomanganate(II) Complexes towards Highly Efficient Green Emitters with Near‐Unity Quantum Yield2024

    • 著者名/発表者名
      Saeaesk Verner、Chen Yi‐An、Huang Tse‐Fu、Ting Li‐Yu、Luo Ting‐An、Fujii Saki、Pohako‐Esko Kaija、Yoshida Masaki、Kato Masako、Wu Tien‐Lin、Chou Ho‐Hsiu
    • 雑誌名

      European Journal of Inorganic Chemistry

      巻: 27 号: 5

    • DOI

      10.1002/ejic.202300562

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      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A copper(i) thiocyanate-based photoresponsive semiconducting 2D coordination polymer2024

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Nishiyama, Hirotaka Kitoh-Nishioka, Senku Tanaka, Masahiko Maekawa, Takayoshi Kuroda-Sowa, Masaki Yoshida, Masako Kato, Takashi Okubo
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 53 号: 4 ページ: 1445-1448

    • DOI

      10.1039/d3dt03125j

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vapoluminescent thin-film with unsaturated copper(I) complex for rapid light-on sensing of N-heteroaromatic vapour2024

    • 著者名/発表者名
      Kondo Sae、Yoshimura Nobutaka、Kobayashi Atsushi、Kuruppu K. D. Charith、Sameera W. M. C.、Fujii Saki、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 12 号: 5 ページ: 1799-1808

    • DOI

      10.1039/d3tc03571a

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structures, optical properties, and DFT investigation of disilane-bridged σ-π frameworks2024

    • 著者名/発表者名
      Nakae Toyotaka、Omoto Kenichiro、Yoshida Masaki、Kato Masako、Yamanoi Yoshinori
    • 雑誌名

      Journal of Organometallic Chemistry

      巻: 1010 ページ: 123093-123093

    • DOI

      10.1016/j.jorganchem.2024.123093

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分子間相互作用の制御に基づく発光性クロミック材料の設計指針開拓2023

    • 著者名/発表者名
      吉田将己
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 72 号: 7.8 ページ: 279-288

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.72.279

    • ISSN
      0525-1931
    • 年月日
      2023-07-05
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chromic triboluminescence of self-assembled platinum(II) complexes2023

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Kono、Saito Daisuke、Yoshida Masaki、Tanaka Fuka、Kobayashi Atsushi、Sada Kazuki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 59 号: 44 ページ: 6745-6748

    • DOI

      10.1039/d3cc01525d

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen Production from Hydrophobic Ruthenium Dye-Sensitized TiO2 Photocatalyst Assisted by Vesicle Formation2023

    • 著者名/発表者名
      Higashida Yusuke、Takizawa Shin-ya、Yoshida Masaki、Kato Masako、Kobayashi Atsushi
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 15 号: 22 ページ: 27277-27284

    • DOI

      10.1021/acsami.3c02340

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vapor‐Induced Assembly of a Platinum(II) Complex Loaded on Layered Double Hydroxide Nanoparticles2023

    • 著者名/発表者名
      Morimoto Tamami、Yoshida Masaki、Sato‐Tomita Ayana、Nozawa Shunsuke、Takayama Junichi、Hiura Satoshi、Murayama Akihiro、Kobayashi Atsushi、Kato Masako
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 29 号: 60

    • DOI

      10.1002/chem.202301993

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient water reduction by ruthenium-picolinate dye-sensitized photocatalyst under red light illumination2023

    • 著者名/発表者名
      Shimamura Taku、Yoshimura Nobutaka、Otsuka Hiroki、Yoshida Masaki、Kobayashi Atsushi
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 436 ページ: 114412-114412

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2022.114412

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Importance of Electron Mediator Transparency: Photocatalytic Hydrogen Production from Polyoxometalate using Dye‐double‐layered Photocatalysts2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Nobutaka、Tomita Osamu、Abe Ryu、Yoshida Masaki、Kobayashi Atsushi
    • 雑誌名

      ChemCatChem

      巻: 15 号: 4

    • DOI

      10.1002/cctc.202201386

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elastic and bright assembly-induced luminescent crystals of platinum(II) complexes with near-unity emission quantum yield2023

    • 著者名/発表者名
      Makino Yusuke、Yoshida Masaki、Hayashi Shotaro、Sasaki Toshiyuki、Takamizawa Satoshi、Kobayashi Atsushi、Kato Masako
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 52 号: 26 ページ: 8864-8872

    • DOI

      10.1039/d3dt00192j

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Hydrogen Production by a Photoredox Cascade Catalyst Comprising Dual Photosensitizers and a Transparent Electron Mediator2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Nobutaka、Yoshida Masaki、Kobayashi Atsushi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 145 号: 11 ページ: 6035-6038

    • DOI

      10.1021/jacs.2c13687

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reversible and Stepwise Single‐Crystal‐to‐Single‐Crystal Transformation of a Platinum(II) Complex with Vapochromic Luminescence2022

    • 著者名/発表者名
      Saito Daisuke、Galica Tomasz、Nishibori Eiji、Yoshida Masaki、Kobayashi Atsushi、Kato Masako
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 28 号: 32

    • DOI

      10.1002/chem.202200703

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Ru-dye-sensitized Photoanodes Composed of a Prussian White-Prussian Blue Heterojunction toward Water Oxidation2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Atsushi、Otsuka Hiroki、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 号: 7 ページ: 697-699

    • DOI

      10.1246/cl.220184

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water Reduction Photocathodes Based on Ru Complex Dyes Covered with a Conjugated Polymer Nanosheet2022

    • 著者名/発表者名
      Shimamura Taku、Kobayashi Atsushi、Oaki Yuya、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Energy & Fuels

      巻: 36 号: 19 ページ: 11559-11566

    • DOI

      10.1021/acs.energyfuels.2c00859

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalyst-Mediator Interface Modification by Surface-Metal Cations of a Dye-Sensitized H2 Evolution Photocatalyst2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Nobutaka、Yoshida Masaki、Kato Masako、Kobayashi Atsushi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 61 号: 29 ページ: 11095-11102

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.2c00851

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study on the Vapochromic Ni(II)-Quinonoid Complex: One-Dimensional Stacking Structure-Based Color Switching2022

    • 著者名/発表者名
      Nomiya Kaito、Nakatani Naoki、Nakayama Naofumi、Goto Hitoshi、Nakagaki Masayuki、Sakaki Shigeyoshi、Yoshida Masaki、Kato Masako、Hada Masahiko
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 126 号: 42 ページ: 7687-7694

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.2c06079

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermo‐ and Mechano‐Triggered Luminescence ON/OFF Switching by Supercooled Liquid/Crystal Transition of Platinum(II) Complex Thin Films2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Masaki、Saeaesk Verner、Saito Daisuke、Yoshimura Nobutaka、Takayama Junichi、Hiura Satoshi、Murayama Akihiro、Pohako‐Esko Kaija、Kobayashi Atsushi、Kato Masako
    • 雑誌名

      Advanced Optical Materials

      巻: 10 号: 7 ページ: 2102614-2102614

    • DOI

      10.1002/adom.202102614

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] New aspects of vapochromic metal complexes: Cooperative phenomena in functions and structures2022

    • 著者名/発表者名
      Kato Masako、Yoshida Masaki、Sun Yu、Kobayashi Atsushi
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews

      巻: 51 ページ: 100477-100477

    • DOI

      10.1016/j.jphotochemrev.2021.100477

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interfacial Electron Flow Control by Double Nano-architectures for Efficient Ru-dye-sensitized Hydrogen Evolution from Water2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura, N.; Kobayashi, A.; Kondo, T.; Abe, R.; Yoshida, M.; Kato, M.
    • 雑誌名

      ACS Appl. Energy Mater.

      巻: 4 号: 12 ページ: 14352-14362

    • DOI

      10.1021/acsaem.1c03028

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbazole modification of ruthenium bipyridine?dicarboxylate oxygen evolution molecular catalysts2021

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Hiroki、Kobayashi Atsushi、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 50 号: 44 ページ: 16233-16241

    • DOI

      10.1039/d1dt02824c

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Halide Replacement Effect on Proton Conductivity and Vapochromic Luminescence of Pt(II) Complexes2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Atsushi、Imada Shin-ichiro、Yao Yuze、Nagao Yuki、Kubota Yuto、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 94 号: 10 ページ: 2466-2473

    • DOI

      10.1246/bcsj.20210279

    • NAID

      130008117264

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Elastic deformability and luminescence of crystals of polyhalogenated platinum(II)-bipyridine complexes2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Masaki、Makino Yusuke、Sasaki Toshiyuki、Sakamoto Shunichi、Takamizawa Satoshi、Kobayashi Atsushi、Kato Masako
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 23 号: 34 ページ: 5891-5898

    • DOI

      10.1039/d1ce00459j

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two Excited State Collaboration of Heteroleptic Ir(III)-Coumarin Complexes for H2 Evolution Dye-Sensitized Photocatalysts2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Atsushi、Muramatsu Eiichirou、Yoshida Masaki、Kato Masako
    • 雑誌名

      Energies

      巻: 14 号: 9 ページ: 2425-2425

    • DOI

      10.3390/en14092425

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Vapor-induced assembly of an anionic Pt(II) Complex on layered double hydroxide (LDH) nanoparticles2024

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshida
    • 学会等名
      9th Asian Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 吉田 将己、三谷 開、瀬川 海斗、江口 大地、玉井 尚登、加藤 昌子2024

    • 著者名/発表者名
      温度および圧力効果に基づく一次元d8金属錯体の金属間距離と集積発光の詳細検討
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 自己集積型白金(II)およびパラジウム(II)錯体の光励起状態および感温特性の評価2023

    • 著者名/発表者名
      吉田 将己、齋藤 朋也、瀬川 海斗、小林 厚志、加藤 昌子
    • 学会等名
      日本分析化学会第72年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] カチオン性ナノ粒子上における白金(II)錯体の集積制御とクロミズム発現2023

    • 著者名/発表者名
      吉田 将己、森本 珠実、小林 厚志、加藤 昌子
    • 学会等名
      第2回ソフトクリスタル研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Stability Control and Luminescence of Porous Crystals of Self-assembled Platinum(II) Complexes Based on the Electronic Tuning of Ligands2023

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshida, Takanari Mochizuki, Atsushi Kobayashi, Masako Kato
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermo- and Mechano-Triggered Luminescence ON/OFF Switching of Supercooled Liquid of Platinum(II) Complex2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshida, Verner Saeaesk, Atsushi Kobayashi, Masako Kato
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry Kota Kinabalu 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 配位子の電子的効果に基づく多孔性白金(II)錯体結晶の安定性制御と発光特性2022

    • 著者名/発表者名
      望月尊生、吉田将己、小林厚志、加藤昌子
    • 学会等名
      錯体化学会第72回討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属錯体の励起状態および準安定状態の精密設計に基づく多様な外部刺激の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      吉田将己
    • 学会等名
      日本分析化学会第71年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Thermo- and mechano-triggered luminescence ON/OFF switching by supercooled liquid/crystal transition of Pt(II) complex thin films2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshida, Verner Saeaesk, Atsushi Kobayashi, Masako Kato
    • 学会等名
      8th Asian Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 熱と機械的刺激により発光をスイッチングする白金(II)錯体の過冷却液体2022

    • 著者名/発表者名
      吉田 将己、Verner Saeaesk、小林 厚志、加藤 昌子
    • 学会等名
      第33回配位化合物の光化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Vapor-controlled Assembly/Disassembly of an Anionic Pt(II) Complex Loaded on a Cationic Nanosheet2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshida, Tamami Morimoto, Atsushi Kobayashi, Masako Kato
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Liquid-liquid interface-controlled crystallization and luminescence of a hydrogen-bonded porous framework built from a platinum(II) complex2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshida, Mari Kimura, Atsushi Kobayashi, Masako Kato
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of metallophilic interactions of platinum(II) complexes for stimuli-sensing systems2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshida
    • 学会等名
      2021 MIRAI2.0 Workshop in Materials Science
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] カチオン性層状ナノ粒子に担持した白金(II)錯体の発光挙動2021

    • 著者名/発表者名
      森本 珠実、吉田 将己、小林 厚志、加藤 昌子
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Regulation of Metallophilic Interactions of Platinum(II) Complexes for Stimuli-Responsive Systems2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshida
    • 学会等名
      錯体化学会第71回討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環状六量体を形成する白金(II)錯体を用いた多孔性超分子結晶の構築2021

    • 著者名/発表者名
      望月 尊生、吉田 将己、小林 厚志、加藤 昌子
    • 学会等名
      錯体化学会第71回討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] シクロメタレート型配位子を有するPd(II)錯体の合成と発光特性2021

    • 著者名/発表者名
      斎藤 朋也、吉田 将己、小林 厚志、加藤 昌子
    • 学会等名
      錯体化学会第71回討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 強発光性白金(II)錯体集積体の合成とトリボルミネッセンス2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木 この、齋藤 大将、吉田 将己、小林 厚志、加藤 昌子
    • 学会等名
      錯体化学会第71回討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 強発光性白金(II)錯体集積体の合成とトリボルミネッセンス2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木 この、齋藤 大将、吉田 将己、小林 厚志、加藤 昌子
    • 学会等名
      第32回配位化合物の光化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] ソフトクリスタル2023

    • 著者名/発表者名
      日本化学会、吉田 将己、加藤 昌子
    • 総ページ数
      120
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320044869
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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