| 研究領域 | 水圏機能材料：環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H04531
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
相良 剛光 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (60767292)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
採択後辞退 (2023年度)
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| 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: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | メカノフォア / 超分子 / シクロファン / 刺激応答性発光材料 / ヒドロゲル / 両親媒性分子 / 機械的刺激応答性発光材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、機械的刺激を受けて様々なアウトプットを示す「メカノフォア」と呼ばれる分子骨格が盛んに研究されている。しかし従来のメカノフォアは吸収・蛍光特性の変化を誘起するために共有結合の切断が必要となり、弱い分子間相互作用が重要な役割を果たす水圏機能材料に印加される力を評価するには不向きである。そこで本申請研究では、シクロファンの環状構造を積極活用した「蛍光のOn/Offスイッチを示す親水性のシクロファン型超分子メカノフォア」を創製する。
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| 研究実績の概要 |
近年、機械的刺激を受けて様々なアウトプットを示す「メカノフォア」と呼ばれる分子骨格が盛んに研究されている。しかし従来のメカノフォアは吸収・蛍光特性の変化を誘起するために共有結合の切断が必要となり、弱い分子間相互作用が重要な役割を果たす水圏機能材料に印加されるor生み出す力を評価するには不向きである。そこで本研究では、シクロファンの環状構造を積極活用した「蛍光のOn/Offスイッチを示す親水性のシクロファン型超分子メカノフォア」を創製することを目指した。このメカノフォアをNCゲルなどのヒドロゲルに導入することにより、機械的刺激によって蛍光がOn/Offスイッチする水圏機能材料を創製することを最終目標とした。
初年度では、まず水溶性を担保するために蛍光団にピリジニウム塩を導入し、その蛍光性がどのように変化するか、また、他のπ共役部位を持つ分子と水中で混合することで効率的に蛍光が消光されるかを精査した。ピリジニウム塩を持つ蛍光団の合成は合成することができたが、その蛍光特性は元々の蛍光性分子と大きく異なることが分かった。量子化学計算を行ったところ、予想されていたことではあるが、HOMO-LUMOレベルも大きく変化していることが明らかとなった。目的のメカノフォアを得るためにはさらなる分子構造探索が必須となることが分かり、水溶性の超分子メカノフォア開発に関する多くの知見を得ることができた。その一方で、第一期の公募研究の研究課題を継続して推進した結果、脂溶性の超分子メカノフォアではあるものの、ヒドロゲルへの導入に成功し、論文として纏めることができた。
残念ながら次年度は交付申請を辞退することとなってしまったが、本研究は引き続き継続する予定である。
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| 現在までの達成度 (段落) |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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