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しなやかな構造変化を機能の鍵とするπ造形

公募研究

研究領域π造形科学: 電子と構造のダイナミズム制御による新機能創出
研究課題/領域番号 17H05155
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

武田 洋平  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (60608785)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワードメカノクロミズム / ねじれ / 立体配座 / 典型元素 / 熱活性化遅延蛍光 / 室温リン光 / 有機EL / ドナー・アクセプター / π共役 / 構造変化 / 光・電子物性
研究実績の概要

本研究では、前回参画した公募研究で得た知見を基に、構造的・電子的な「揺らぎ」がintrinsic、dynamic-π機能の鍵となる典型元素含有π電子共役分子を設計・創製することを目的とした。さらに、領域内・外の研究チームとの積極的な共同研究を通じて、外部刺激に 応答して電子受容性や発光色をダイナミックに変化できるelastic- π機能の実現を目指した。
今年度は、前年度に引き続き、代表者がこれまでに独自に開発してきた特異な構造を有する電子アクセプターを活用して、アルブレヒト健(A01班)および山本洋平(A02班)らと共同して開発したデンドリマー型ドナー・アクセプター・ドナー型分子の外部刺激に対する光物性挙動を調査した。その結果、湿度に応じて発色ならびに発光色が大きく変化することを見出した。また、IRやラマン分光測定から、これらがデンドリマー構造の変化に応じて引き起こされていることを示唆する結果を得た。また、以前開発した立体配座変化に応じて多色発光性メカノクロミズムを示す分子の固体状態における光物理過程をポーランドの国際共同研究で明らかにした。時間分解測定の結果、ドナーのアクセプターに対する配座に応じて熱活性化遅延蛍光、室温リン光、その両方、が入れ替わることを見出した。これを応用することで、ホスト材料に分散させた薄膜を調整する際に用いる溶媒の種類によって、配座の分布が変化し、発光挙動が著しく変化することを見出した。さらに、この知見を用いて、塗布プロセスをわずかに変えるだけで、有機ELデバイスの発光色を変調させることにも成功した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 8件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 11件、 招待講演 13件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Durham University/Newcastle University(英国)

    • 関連する報告書
      2018 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
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Freiburg University/Dusseldorf University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Malaga University(スペイン)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Durham University/Newcastle University(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Silesian Technology University(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Freiburg University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] The impact of replacement of nitrogen with phosphorus atom in the pyromellitic diimides on their photophysical and electrochemical properties2019

    • 著者名/発表者名
      Pluczyk Sandra, Higginbotham Heather, Data Przemyslaw, Takeda Youhei, Minakata Satoshi
    • 雑誌名

      Electrochemical Acta

      巻: 295 ページ: 801-809

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2018.10.156

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ni(II) 10-Phosphacorrole: A Porphyrin Analogue Containing Phosphorus at the Meso Position2019

    • 著者名/発表者名
      Omori Hiroto、Hiroto Satoru、Takeda Youhei、Fliegl Heike、Minakata Satoshi、Shinokubo Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 号: 12 ページ: 4800-4805

    • DOI

      10.1021/jacs.8b13169

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermally activated delayed fluorescence vs. room temperature phosphorescence by conformation control of organic single molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Data Przemyslaw, Okazaki Masato, Minakata Satoshi, Takeda Youhei
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 印刷中 号: 22 ページ: 6616-6621

    • DOI

      10.1039/c9tc00909d

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Recent Advancements in and the Future of Organic Emitters:TADF- and RTP-Active Multifunctional Organic Materials2019

    • 著者名/発表者名
      Data Przemyslaw, Takeda Youhei
    • 雑誌名

      Chemistry An Asian Journal

      巻: 印刷中 号: 10 ページ: 1613-1636

    • DOI

      10.1002/asia.201801791

    • 関連する報告書
      2018 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] Conformationally-flexible and moderately electron-donating units-installed D-A-D triad enabling multicolor-changing mechanochromic luminescence, TADF and room-temperature phosphorescence2018

    • 著者名/発表者名
      Takeda Youhei, Kaihara Takahito, Okazaki Masato, Higginbotham Heather, Data Przemyslaw, Tohnai, Norimitsu, Minakata Satoshi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 50 ページ: 6847-6850

    • DOI

      10.1039/c8cc02365d

    • 関連する報告書
      2018 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] Syntheses of Diverse Donor-Substituted Bisbenzofuro[2,3-b:3′,2′-e]pyridines (BBZFPys) via Pd Catalysis, and Their Photophysical Properties2018

    • 著者名/発表者名
      Itai Yuhei, Nishii Yuji, Stachelek Patrycja, Data Przemyslaw, Takeda Youhei, Minakata Satoshi, Miura Hasahiro
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 83 号: 17 ページ: 10289-10302

    • DOI

      10.1021/acs.joc.8b01451

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] FRET-mediated near infrared whispering gallery modes: studies on the relevance of intracavity energy transfer with Q-factor2018

    • 著者名/発表者名
      Osamu Oki, Soh Kushida, Annabel Mikosch, Kota Hatanaka, Youhei Takeda, Satoshi Minakata, Junpei Kuwabara, Takaki Kanbara, Thang Dao, Satoshi Ishii, Tadaaki Nagao, Alexander Kuhne, Felix Deschler, Richard Friend, Yohei Yamamoto
    • 雑誌名

      Mater. Chem. Front.

      巻: 2 号: 2 ページ: 270-274

    • DOI

      10.1039/c7qm00498b

    • NAID

      120007133837

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An optical and electrical study of full thermally activated delayed fluorescent white organic light-emitting diodes2017

    • 著者名/発表者名
      Pereira Daniel de Sa、dos Santos Paloma L.、Ward Jonathan S.、Data Przemyslaw、Okazaki Masato、Takeda Youhei、Minakata Satoshi、Bryce Martin R.、Monkman Andrew P.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06568-3

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Dibenzo[a,j]phenazine-Cored Donor-Acceptor-Donor Triads as Multifunctional Luminescent Materials2019

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      the Pure and Applied Chemistry International Conference 2019 (PACCON 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Multi-photofunctional Organic Molecular Materials Driven by the Discovery of New Reaction and Molecular Scaffold2019

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      第14回柴崎研コロキウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dibenzo[a,j]phenazine-Cored Twisted Donor-Acceptor-Donor Triads: A Promising Platform for TADF, RTP, and Mechanochromic Luminescence2019

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      7th International Symposium on π-System Figuration および 領域成果報告会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新奇ドナー・アクセプター系 π 共役分子を活用した次世代発光分子材料の創製2018

    • 著者名/発表者名
      武田洋平
    • 学会等名
      筑波大学 数理物質系物質科学セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 熱活性化遅延蛍光を示すD-A-D-A型π共役マクロサイクルの構造と物性2018

    • 著者名/発表者名
      和泉彩香, Heather Higginbotham, Sandra Pluczyk, Przemyslaw Data, 武田洋平, 南方聖司
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 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とするD-A-D型の新規発光分子の創成2018

    • 著者名/発表者名
      武田洋平, 岡崎真人, Data Przemyslaw, Monkman Andrew, 南方聖司
    • 学会等名
      第5回π造形科学若手研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 分子の「動き」をいかす材料開発2018

    • 著者名/発表者名
      武田洋平
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Conformation-Dictated Regulation of Luminescent Properties of TADF-Active Twisted Donor-Acceptor-Donor Triads in Solid States2018

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      π-System Figuration European-Japanese Workshop 2018 (π-EJ 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Conformation-Dictated Regulation of Luminescence Properties of Dibenzo[a,j]phenazine-Cored Twisted Donor-Acceptor-Donor Triads2018

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      10th Singapore International Chemistry Conference (SICC10)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新奇反応が拓く次世代発光分子材料の創成と応用2018

    • 著者名/発表者名
      武田洋平
    • 学会等名
      岡山大学若手研究者育成事業 第1回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dibenzo[a,j]phenazines (DBPHZs): Useful Scaffold for Multifunctional Luminescent Materials in Optoelectonics2018

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      The 5th Workshop on Organic Electronics and Nanophotonics (WOREN 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電子ドナーにリン原子架橋ユニットを有するD-A-D型ジベンゾフェナジンの構造ならびに外部刺激に対する発光特性変化2018

    • 著者名/発表者名
      開原崇仁,Higginbotham Heather, Data Przemyslaw, 武田洋平,南方聖司
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 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とするD-A-D-A型π共役マクロサイクルの物性と有機EL発光材料としての応用2018

    • 著者名/発表者名
      和泉彩香,Higginbotham Heather, Data Przemyslaw, 武田洋平,南方聖司
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ジアザ[5]ヘリセンを電子アクセプターとするねじれ型D-A-Dπ共役分子の合成と物理化学的特性2018

    • 著者名/発表者名
      井狩優太,Bovenkerk Marcel, 武田洋平, Esser Birgit, 南方聖司
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Dibenzo[a,j]phenazine-cored Perpendicularly Twisted Donor-Acceptor-Donor Systems as Value-added Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF) Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      The 10th China-Japan Joint Symposium on Functional Supramolecular Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthetic Toolboxes for Constructing Donor-Acceptor-based Efficient TADF Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      XXIInd International Krutyn Summer School (IKSS2017) ~State of the Art in Organic-only TADF OLEDs. From Theory to Applications~
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dibenzo[a,j]phenazine: A Useful Building Block for Efficient and Value-added Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF) Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda, Masato Okazaki, Przemyslaw Data, Andrew P. Monkman, Satoshi Minakata
    • 学会等名
      17th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Physicochemical Properites of Phosphorus-Containing D-A-D Type Dibenzo[a,j]phenazines2017

    • 著者名/発表者名
      Takahito Kaihara, Youhei Takeda, Satoshi Minakata
    • 学会等名
      17th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Physicochemical Properties of D-A-D-A Type π-Conjugated Macrocycles employing Dibenzo[a,j]phenazines as Acceptors2017

    • 著者名/発表者名
      Saika Izumi, Youhei Takeda, Satoshi Minakata
    • 学会等名
      17th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ビナフタレンジアミン類の酸化的変換反応開発を基軸とする「個性」溢れる発光性π共役分子の創成2017

    • 著者名/発表者名
      武田洋平
    • 学会等名
      第49回構造有機化学若手の会 夏の学校
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リン原子をドナーユニットに有するD-A-D型ジベンゾ[a,j]フェナジン誘導体の合成と物理化学的性質2017

    • 著者名/発表者名
      開原崇仁, 武田洋平, 南方聖司
    • 学会等名
      第49回構造有機化学若手の会 夏の学校
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 分子の捻れ・柔軟性を活用した発光性分子の創成2017

    • 著者名/発表者名
      武田洋平
    • 学会等名
      第6回 化学フロンティア研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ジベンゾ[a,j]フェナジンをアクセプターに有するD-A-D-A型π共役マクロサイクルの合成・構造、及び物理化学的性質2017

    • 著者名/発表者名
      和泉彩香, 武田洋平, 南方聖司
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] メゾ位にヘテロ原子を含む新規ポルフィリノイドの合成2017

    • 著者名/発表者名
      大森裕土, 廣戸 聡, 武田洋平, 南方聖司, 忍久保洋
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 圧力および温度に敏感な色変化を示すπ共役デンドリマー集合体2017

    • 著者名/発表者名
      中嶋紗英, アルブレヒト建, 武田洋平, 南方聖司, 山元公寿, 山本洋平
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 芳香族アミン類の酸化的変換反応による熱活性化遅延蛍光分子の創成2017

    • 著者名/発表者名
      武田洋平
    • 学会等名
      ITbM/IGER Chemistry Workshop 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新奇な酸化的分子変換反応が拓く次世代発光材料の創成2017

    • 著者名/発表者名
      武田洋平
    • 学会等名
      島津製作所 講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dibenzo[a,j]phenazine-Cored Twisted Donor-Acceptor-Donor Triads as Value-Added Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF) Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      4th International Symposium on π-System Figuration (German-Japanese Workshop Heidelberg)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ジベンゾ[a,j]フェナジンをアクセプターに有するD-A-D型π共役マクロサイクルの合成・構造および物理化学的特性2017

    • 著者名/発表者名
      和泉彩香, 武田洋平, 南方聖司
    • 学会等名
      第4回π造形科学若手研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 有機EL材料および有機ELデバイス2018

    • 発明者名
      武田洋平、南方聖司、コール ヘザー、ダータ プシュミシュワフ
    • 権利者名
      国立大学法人大阪大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-164702
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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