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トリボルミネッセンスを示す有機極性結晶材料の探索と発光特性制御

研究課題

研究課題/領域番号 22K14667
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
研究機関大阪公立大学

研究代表者

大垣 拓也  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 特任助教 (80804228)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードトリボルミネッセンス / メカノルミネッセンス / 摩擦発光 / 極性結晶 / 結晶構造 / 分子間相互作用 / エネルギー移動 / 発光
研究開始時の研究の概要

トリボルミネッセンスは、自発分極をもつ極性結晶材料に機械的刺激を加えることにより発光する現象であり、自発光性の刺激応答性材料としての応用が期待されているものの、材料の合理的な設計指針は確立していない。本研究では高効率なトリボルミネッセンスを示す有機極性結晶材料の創出を目的とし、分子形状と分子間相互作用の異方性に注目した極性結晶材料の探索を行う。さらに、有機トリボルミネッセンスドープ結晶による発光特性の自在制御を試みる。

研究成果の概要

機械的刺激による発光現象であるトリボルミネッセンス(TL)は,光励起を必要としない発光材料としての利用が期待されているが,材料には固体中での高い発光性に加えて分子が双極子モーメントの向きを揃えて配列する有機極性結晶の形成が必要である。本研究では,有機TL材料の新たな開発戦略として,極性結晶ホストに発光性物質をドープしたホスト-ドーパント系からなる有機TL材料を開発した。さらに,ヨウ素原子とメトキシ基を末端に有するπ共役分子が,分子間ハロゲン結合を基盤とした「極性層状ヘリンボーン」構造を形成し,有機極性結晶となることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機トリボルミネッセンス現象自体は古くから知られていたものの,詳細な研究があまり進んでいない研究分野であった。本研究では有機光化学と有機結晶化学の知見を生かして,有機トリボルミネッセンス材料の開発指針を明らかにできた。本研究の成果により,有機トリボルミネッセンスの機構解明や応用研究に向けて材料を提供できることに学術的および社会的な意義がある。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うちオープンアクセス 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Machine Learning, Divergent Syntheses, and X-ray Analyses of Dithienobenzothiazole-based Semiconductors Controlled by S・・・N and S・・・S Interactions2024

    • 著者名/発表者名
      Ogaki Takuya、Matsui Yasunori、Okamoto Haruki、Nishida Naoyuki、Sato Hiroyasu、Asada Toshio、Naito Hiroyoshi、Ikeda Hiroshi
    • 雑誌名

      ChemRxiv

      巻: - ページ: 1-7

    • DOI

      10.26434/chemrxiv-2023-s48lb-v2

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] [2.2]パラシクロファン部を含む有機ホウ素錯体の顕著なピエゾフルオロクロミズム2023

    • 著者名/発表者名
      大垣 拓也、入井 駿、小澤 芳樹、阿部 正明、佐藤 寛泰、松井 康哲、池田 浩
    • 雑誌名

      有機結晶部会ニュースレター

      巻: 53 ページ: 5-6

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Diphenyldihydropentalenediones: Wide Singlet?Triplet Energy Gap Compounds Possessing the Planarly Fixed Diene Subunit2022

    • 著者名/発表者名
      Nagaoka Tomoki、Matsui Yasunori、Fuki Masaaki、Ogaki Takuya、Ohta Eisuke、Kobori Yasuhiro、Ikeda Hiroshi
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 7 号: 44 ページ: 40364-40373

    • DOI

      10.1021/acsomega.2c05341

    • 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] Remarkable Piezofluorochromism of an Organoboron Complex Containing [2.2]Paracyclophane2022

    • 著者名/発表者名
      Irii Shun、Ogaki Takuya、Miyashita Hana、Nobori Kazutaka、Ozawa Yoshiki、Abe Masaaki、Sato Hiroyasu、Ohta Eisuke、Matsui Yasunori、Ikeda Hiroshi
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 101 ページ: 153913-153913

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2022.153913

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 極性結晶を基盤とする有機トリボルミネッセンス材料の開発2024

    • 著者名/発表者名
      大垣拓也,松井康哲,池田浩
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会(2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Organic Triboluminescence Polar Crystals Based on the Host-Dopant System2023

    • 著者名/発表者名
      Takuya Ogaki, Yasunori Matsui, Hiroshi Ikeda
    • 学会等名
      The 9th TKU-ECUST-KIST-OMU-UH-IHU-KMITL-UTAR-TNU-HUFI Joint Symposium on Advanced Materials and Applications (JSAMA-9)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ホスト-ドーパント系で構成される有機トリボルミネッセンス極性結晶2023

    • 著者名/発表者名
      大垣拓也,松井康哲,池田浩
    • 学会等名
      第33回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ヨウ素・・・酸素ハロゲン結合に基づく有機極性結晶の設計とトリボルミネッセンス特性2023

    • 著者名/発表者名
      大垣拓也,松井康哲,池田浩
    • 学会等名
      第26回ヨウ素学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Organic Triboluminescence Polar Crystals Based on the Host-Dopant System2023

    • 著者名/発表者名
      Takuya Ogaki, Yasunori Matsui, Hiroshi Ikeda
    • 学会等名
      International Symposium of the Graduate School of Engineering, Osaka Metropolitan University
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 有機トリボルミネッセンス極性結晶の合理的設計と開発2023

    • 著者名/発表者名
      大垣拓也,山浦太佑,松井康哲,池田浩
    • 学会等名
      第31回有機結晶シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 有機トリボルミネッセンス極性結晶の合理的設計と開発2023

    • 著者名/発表者名
      大垣拓也,山浦太佑,松井康哲,池田浩
    • 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] 典型元素を利用したホスト-ドーパント系の有機トリボルミネッセンス極性結晶2023

    • 著者名/発表者名
      大垣拓也,山浦太佑,松井康哲,池田浩
    • 学会等名
      第50回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 酸素・・・ヨウ素ハロゲン結合に基づく有機極性結晶の設計とそのトリボルミネッセンス特性2023

    • 著者名/発表者名
      大垣拓也,山浦太佑,松井康哲,池田浩
    • 学会等名
      第50回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 有機トリボルミネッセンス極性結晶の合理的設計と開発2023

    • 著者名/発表者名
      大垣拓也,山浦太佑,松井康哲,池田浩
    • 学会等名
      第16回有機π電子系シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ホスト-ドーパント系で構成される有機トリボルミネッセンス極性結晶2023

    • 著者名/発表者名
      大垣 拓也・松井 康哲・池田 浩
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会(2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Through-space Charge-transfer Luminescence of the Nonconjugated Electron Donor-Acceptor Dyad2022

    • 著者名/発表者名
      Takuya Ogaki, Yutaro Kuramoto, Ryohei Takayasu, Yasunori Matsui, Hiroshi Ikeda
    • 学会等名
      25th IUPAC International Conference on Physical Organic Chemistry (ICPOC 25)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 発光性有機結晶の化学:結晶構造と発光機能2022

    • 著者名/発表者名
      大垣 拓也
    • 学会等名
      第4回高密度共役若手会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トリボルミネッセンスを示す有機極性結晶材料の探索2022

    • 著者名/発表者名
      大垣 拓也・松井 康哲・池田 浩
    • 学会等名
      第1回ソフトクリスタル研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 非共役電子ドナーアクセプターダイアドのスルースペース電荷移動発光2022

    • 著者名/発表者名
      大垣 拓也・倉本 悠太郎・高安 凌平・松井 康哲・池田 浩
    • 学会等名
      第46回有機電子移動化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機ボロン錯体の室温りん光特性と結晶構造に対するヨウ素置換位置の効果2022

    • 著者名/発表者名
      大垣 拓也・舛見 笙・酒井 敦史・阿利 拓夢・松井 康哲・佐藤 寛泰・池田 浩
    • 学会等名
      第25回ヨウ素学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機ボロン錯体結晶の結晶構造および室温りん光特性に対するヨウ素置換位置の効果2022

    • 著者名/発表者名
      舛見 笙・大垣 拓也・酒井 敦史・阿利 拓夢・松井 康哲・佐藤 寛泰・池田 浩
    • 学会等名
      2022年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機ボロン錯体の結晶構造および室温りん光特性に対するヨウ素置換位置の効果2022

    • 著者名/発表者名
      大垣 拓也・舛見 笙・酒井 敦史・阿利 拓夢・佐藤 寛泰・松井 康哲・池田 浩
    • 学会等名
      第32回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機ボロン錯体の室温りん光特性に対するヨウ素置換位置の効果2022

    • 著者名/発表者名
      大垣 拓也・舛見 笙・酒井 敦史・阿利 拓夢・佐藤 寛泰・松井 康哲・池田 浩
    • 学会等名
      第30回有機結晶シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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