| 研究課題/領域番号 |
21K14499
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 東京工科大学 |
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研究代表者 |
入谷 康平 東京工科大学, 工学部, 助教 (60815124)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 気液界面 / 凝集誘起発光 / 単分子膜 / 両親媒性分子 / 発光性材料 / テトラフェニルエチレン / 凝集有機発光 / 透明発光体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、我々の生活の質の向上のために自動車のフロントガラスやパーティションなどの透明材料に利用される透明発光体の開発が進められている。本研究では、凝集状態でも効率よく発光する凝集誘起発光性分子を用いて単分子膜を構築し、その発光挙動を調査することを目的とする。発光性単分子膜を利用することで透明性を維持したまま軽量でフレキシブルな発光体への応用が期待される。さらに、単分子膜を形成する分子の中心骨格に電子供与もしくは吸引基を導入することで単分子膜の発光波長を制御することにも挑む。
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| 研究実績の概要 |
近年、自動車のフロントガラスやパーティションなどの透明表示パネルに用いられる透明発光体に関心がもたれている。透明発光体の従来の作製方法として、発光性物質の微粒子化やレアメタルを用いる方法があるが、微粒子化が困難であることや原料が高価であることなどの課題がある。一方で、発光性有機分子を用いることで安価かつ軽量性やフレキシブル性を維持した透明発光体が得られると期待されるが、発光性分子の多くは固体状態になると濃度消光により発光強度が低下することが知られている。そこで本研究では、凝集状態でも効率的に発光する凝集誘起発光性 (AIE) 分子を用いた単分子膜を構築すること、またその発光波長を制御することを目的とした。単分子膜の形成は、大面積で二次元的周期構造を形成できる気液界面を利用し、AIE分子としてテトラフェニルエチレン (TPE) 骨格を用いた両親媒性分子を用いることとした。
これまでに、親水基をもつフェニレン基をTPE骨格に直接結合した化合物 (TPE1) を用いて単分子膜を作製したが、室温では欠陥構造が見られ、水温を5℃に低下した場合に安定に薄膜を形成することを明らかにした。令和5年度では室温でも安定な薄膜形成およびπ共役系の拡張による発光波長の変換を期待して、TPE骨格にフェニレンエチニレン部位をリンカーとして親水基を導入した分子 (TPE2) を合成した。結果として、TPE2でもTPE1と同様に室温では欠陥構造を含む膜が得られた。これは分子骨格を拡張したため得られる膜構造の空隙率が大きくなったことが原因であると考えられる。また発光波長に大きな変化は見られなかった。疎水基に対する親水基の比率やπ共役系の拡張のための分子設計の必要性が明らかになった。
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