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多色発光性有機ソフトクリスタルの創製と機械的刺激応答性の定量解析

公募研究

研究領域ソフトクリスタル:高秩序で柔軟な応答系の学理と光機能
研究課題/領域番号 18H04508
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
研究機関横浜国立大学

研究代表者

伊藤 傑  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80724418)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードソフトクリスタル / メカノクロミック発光 / 有機蛍光色素 / 多色発光 / トライボロジー / 有機結晶 / クロミズム / 分子間相互作用 / 二成分系色素 / 固体発光
研究実績の概要

「こする」などの機械的な刺激を加えることで、光励起時の固体発光色が変化する「メカノクロミック発光」は、ソフトクリスタルが示す典型的な刺激応答特性の一つである。メカノクロミック発光性ソフトクリスタルは、多くの場合、機械的刺激により変化した発光色が加熱や有機溶媒の曝露によって元に戻る二色間の発光色変化を示す。平成30年度の研究では、発光色が機械的刺激の強さに応じて二段階で変化するソフトクリスタルや、三色間の発光色変化を実現する二成分系ソフトクリスタルの創製に成功した。また、機械的刺激を定量的に付与可能な装置を開発し、機械的刺激応答性を定量解析する手法の確立にも取り組んだ。
令和元年度の研究では、まず、望みとするメカノクロミック発光特性をもったソフトクリスタルの合理的な創製に挑戦し、ピレニルチオフェン誘導体とキナクリドン誘導体からなる二成分系ソフトクリスタルにおいて、機械的刺激を加えた際の発光極大波長の変化量と機械的刺激付与後の回復挙動を制御することで、前例の無い高コントラストな自己回復性MCLを実現することに成功した。また、二種類の刺激に段階的かつ可逆的に応答するソフトクリスタルは極めて限られていたが、ピリジル基を有するソフトクリスタルと安息香酸誘導体からなる二成分系において、酸に応答するハロクロミック発光とメカノクロミック発光を逐次的に連結することで、加熱温度の違いに応答する二段階の発光色変化を実現した。さらに、トリフェニルイミダゾール誘導体が形成する擬多形結晶のソフトクリスタルが、機械的刺激に対して顕著に異なる応答性を示すことを見出した。一方、領域内共同研究では、トリフェニルイミダゾール誘導体がメカノクロミック発光特性を発現する要因の解明に取り組んだ。また、各種ソフトクリスタルの機械的刺激応答性を評価するとともに、機械的刺激応答挙動の違いに基づき分類することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 9件、 招待講演 10件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] マラガ大学(スペイン)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] マラガ大学(スペイン)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Relationship between Crystal Structure, Crystal Morphology, and Mechanochromic Luminescence of Triphenylimidazolylbenzothiadiazole Derivatives2020

    • 著者名/発表者名
      Suguru Ito, Sayaka Nagai, Takashi Ubukata, Takuya Ueno, Hidehiro Uekusa
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: - 号: 7 ページ: 4443-4453

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.0c00253

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two types of two-step mechanochromic luminescence of phenanthroimidazolylbenzothiadiazoles2020

    • 著者名/発表者名
      Shohei Takahashi, Sayaka Nagai, Masatoshi Asami, Suguru Ito
    • 雑誌名

      Materials Advances

      巻: - 号: 4 ページ: 708-719

    • DOI

      10.1039/d0ma00198h

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sequential halochromic/mechanochromic luminescence of pyridyl-substituted solid-state emissive dyes: thermally controlled stepwise recovery of the original emission color2019

    • 著者名/発表者名
      Suguru Ito, Chika Nishimoto, Sayaka Nagai
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 21 号: 38 ページ: 5699-5706

    • DOI

      10.1039/c9ce01037h

    • NAID

      120006713343

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tunable mechanochromic luminescence of 2-alkyl-4-(pyren-1-yl)thiophenes: controlling the self-recovering properties and the range of chromism2019

    • 著者名/発表者名
      Minako Ikeya, Genki Katada, Suguru Ito
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 号: 82 ページ: 12296-12299

    • DOI

      10.1039/c9cc06406k

    • NAID

      120006770002

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Switching the Direction of Mechano-responsive Emission Color Change of Triphenylimidazolylbenzothiadiazole2019

    • 著者名/発表者名
      Suguru Ito, Sayaka Nagai, Takashi Ubukata, Masatoshi Asami
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 48 号: 12 ページ: 1492-1495

    • DOI

      10.1246/cl.190680

    • NAID

      130007757571

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tricolor mechanochromic luminescence of an organic two-component dye: visualization of a crystalline state and two amorphous states2019

    • 著者名/発表者名
      Suguru Ito, Genki Katada, Tomohiro Taguchi, Izuru Kawamura, Takashi Ubukata, Masatoshi Asami
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 21 号: 1 ページ: 53-59

    • DOI

      10.1039/c8ce01698d

    • NAID

      120006550283

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient and versatile mechanochromic luminescence of phenanthroimidazolylbenzothiadiazoles: tricolor switching and directional control over the chromism2019

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Nagai, Maho Yamashita, Takashi Tachikawa, Takashi Ubukata, Masatoshi Asami, Suguru Ito
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 7 号: 17 ページ: 4988-4998

    • DOI

      10.1039/c9tc00157c

    • NAID

      120006643660

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] メカノクロミック発光性有機結晶の設計と分子間相互作用2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤傑
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会特別企画 ルミネッセンス化学アンサンブル:激論!固体発光の謎:分子設計・合成・計測の立場から
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Controlling the Mechanochromic Luminescence of Organic Crystals2020

    • 著者名/発表者名
      Suguru Ito
    • 学会等名
      The 100th CSJ Annual Meeting, Asian International Symposium - Organic Crystals -
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantitative analysis of mechanical stimuli-responsiveness for mechanochromic luminophores2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤傑、永井彩香、池谷美菜子、眞下峻希、関朋宏、伊藤肇、相良剛光、務台俊樹、大山陽介、中野健
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] チエニルベンゾチアジアゾール誘導体の三色間メカノクロミック発光2020

    • 著者名/発表者名
      吉田遼平、鈴木颯人、池谷美菜子、高橋昌平、伊藤傑
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フェナントロイミダゾリルベンゾチアジアゾール誘導体の二成分系蛍光ON/OFFスイッチング2020

    • 著者名/発表者名
      高橋昌平、永井彩香、生方俊、淺見真年、伊藤傑
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多彩なメカノクロミック発光を実現する結晶性有機色素群の開発2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤傑
    • 学会等名
      令和元年度岡山大学次世代研究育成グループ「精密有機合成に基づく高機能性有機色素の開発」講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mechanochromic Luminescence of Heteroaromatic Donor-Acceptor-Type Crystalline Fluorophores2019

    • 著者名/発表者名
      Suguru Ito
    • 学会等名
      16th Conference of the Asian Crystallographic Association (AsCA 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 機械的刺激に応答する発光性有機結晶2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤傑
    • 学会等名
      第3回次世代スマート・マテリアルの創製と応用展開に関する研究会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2-アルキル-4-(ピレン-1-イル)チオフェン誘導体のメカノクロミック発光2019

    • 著者名/発表者名
      池谷美菜子、片田玄季、伊藤傑
    • 学会等名
      第3回次世代スマート・マテリアルの創製と応用展開に関する研究会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ドナー・アクセプター型複素環式固体発光色素による多彩なメカノクロミック発光2019

    • 著者名/発表者名
      高橋昌平、永井彩香、生方俊、淺見真年、伊藤傑
    • 学会等名
      第3回次世代スマート・マテリアルの創製と応用展開に関する研究会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ピリジル置換フェナントロイミダゾリルベンゾチアジアゾールの逐次的ハロクロミック/メカノクロミック発光2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤傑、西本千華、永井彩香
    • 学会等名
      第28回有機結晶シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ドナー・アクセプター型複素環式蛍光色素の創製と二段階メカノクロミック発光2019

    • 著者名/発表者名
      高橋昌平、永井彩香、生方俊、淺見真年、伊藤傑
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 二成分系混合色素の高コントラストな自己回復性メカノクロミック発光2019

    • 著者名/発表者名
      池谷美菜子、片田玄季、伊藤傑
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ジベンゾフラン型ビス(ピレニルメチル)ジアミン誘導体による高コントラストな二成分系メカノクロミック発光2019

    • 著者名/発表者名
      関根涼平、淺見真年、伊藤傑
    • 学会等名
      第30回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フェナントロイミダゾリルベンゾチアジアゾール誘導体の多彩なメカノクロミック発光2019

    • 著者名/発表者名
      高橋昌平、永井彩香、生方俊、淺見真年、伊藤傑
    • 学会等名
      第30回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 2-アルキル-4-(ピレン-1-イル)チオフェン誘導体の二成分系メカノクロミック発光2019

    • 著者名/発表者名
      池谷美菜子、片田玄季、伊藤傑
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イミダゾリルベンゾチアジアゾール誘導体の多彩なメカノクロミック発光2019

    • 著者名/発表者名
      永井彩香、山下真帆、立川貴士、上野拓哉、植草秀裕、生方俊、淺見真年、伊藤傑
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Directional Control over the Mechanochromic Luminescence of Organic Fluorophores2019

    • 著者名/発表者名
      Suguru Ito
    • 学会等名
      15th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis (NMS-XV)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Versatile Mechanochromic Luminescence of Phenanthroimidazolylbenzothiadiazole Derivatives2019

    • 著者名/発表者名
      Suguru Ito
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry (ICPAC) Yangon 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Versatile Mechanochromic Luminescence of Phenanthroimidazolylbenzothiadiazoles2019

    • 著者名/発表者名
      Suguru Ito, Sayaka Nagai, Maho Yamashita, Takashi Tachikawa, Takashi Ubukata, Masatoshi Asami
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA-18)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-Contrast Mechanochromic Luminescence of Organic Soft Crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Suguru Ito
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Soft Crystals (Pre-symposium of ISPPCC)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Versatile Mechanochromic Luminescence of Phenanthroimidazolylbenzothiadiazole Derivatives2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Takahashi, Sayaka Nagai, Takashi Ubukata, Masatoshi Asami, Suguru Ito
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Soft Crystals (Pre-symposium of ISPPCC)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Systematic Control of Recovery Behavior for Two-Component Mechanochromic Luminescence2019

    • 著者名/発表者名
      Minako Ikeya, Genki Katada, Suguru Ito
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Soft Crystals (Pre-symposium of ISPPCC)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 機械的刺激によるFRET制御に基づき発光色が変化する二成分系色素フィルム2019

    • 著者名/発表者名
      古田達郎、釜田敦子、大江靖、伊藤傑
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 二成分系固体発光色素による高コントラストなメカノクロミック発光2019

    • 著者名/発表者名
      関根涼平、淺見真年、伊藤傑
    • 学会等名
      第17回ホスト-ゲスト超分子化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ピレニルチオフェン/ジメチルキナクリドン混合色素のメカノクロミック発光2019

    • 著者名/発表者名
      池谷美菜子、片田玄季、伊藤傑
    • 学会等名
      第17回ホスト-ゲスト超分子化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ピレニルチオフェン誘導体の二成分系メカノクロミック発光2019

    • 著者名/発表者名
      池谷美菜子、片田玄季、伊藤傑
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] トリフェニルイミダゾリルベンゾチアジアゾール誘導体の固体発光特性2019

    • 著者名/発表者名
      永井彩香、生方俊、伊藤傑
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ピリジル基を有する固体発光性色素と安息香酸誘導体からなる酸塩基複合体のメカノクロミック発光2019

    • 著者名/発表者名
      西本千華、永井彩香、伊藤傑
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ビスピレニルメチル基を有するジベンゾフラン型ジアミン誘導体の二成分系メカノクロミック発光2019

    • 著者名/発表者名
      関根涼平、淺見真年、伊藤傑
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Three-color mechanochromic luminescence of organic mixed dye2018

    • 著者名/発表者名
      Suguru Ito
    • 学会等名
      3rd International Caparica Conference on Chromogenic and Emissive Materials (3rd IC3EM-2018)
    • 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] Three-color mechanochromic luminescence of solid-state emissive organic fluorophores2018

    • 著者名/発表者名
      Suguru Ito
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry Langkawi 2018 (ICPAC Langkawi 2018)
    • 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] 二成分系固体発光色素の三色間メカノクロミック発光2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤傑、片田玄季、田口智啓、川村出、生方俊、淺見真年
    • 学会等名
      第16回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 含ヘテロテトラアリール化合物の非凝集誘起発光性メカノクロミック発光2018

    • 著者名/発表者名
      永井彩香、生方俊、淺見真年、伊藤傑
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 結晶性フェナントロイミダゾリルベンゾチアジアゾール誘導体のメカノクロミック発光における置換基効果2018

    • 著者名/発表者名
      高橋昌平、永井彩香、生方俊、淺見真年、伊藤傑
    • 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] 含ヘテロテトラアリール化合物の赤方および青方偏移メカノクロミック発光2018

    • 著者名/発表者名
      永井彩香、生方俊、淺見真年、伊藤傑
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ドナー・アクセプター型結晶性有機色素のメカノクロミック発光に及ぼす立体的置換基効果2018

    • 著者名/発表者名
      高橋昌平、永井彩香、生方俊、淺見真年、伊藤傑
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ジピレニルビチオフェンとジメチルキナクリドンからなる二成分系色素のメカノクロミック発光2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤傑、片田玄季、田口智啓、川村出、生方俊、淺見真年
    • 学会等名
      第27回有機結晶シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 有機化学研究室(伊藤傑研究室)

    • URL

      http://www.ito-lab.ynu.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] 横浜国立大学 研究者総覧(伊藤傑)

    • URL

      https://er-web.ynu.ac.jp/html/ITO_Suguru/ja.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] 国際プレスリリース

    • URL

      https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-10/ynu-rdt102419.php

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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