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機能性多孔質超構造体の特殊ナノ空間を利用した外場応答性光電素子への応用展開

公募研究

研究領域配位プログラミング ― 分子超構造体の科学と化学素子の創製
研究課題/領域番号 24108723
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

藤内 謙光  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30346184)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2013年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2012年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード結晶工学 / 多孔性構造 / 光電素子 / ナノ空間 / 超分子クラスター
研究概要

本研究の目的は、機能性有機分子を非共有結合により組み合わせることにより階層的に超分子クラスターを作成し、さらにクラスターを自律プログラムに従い組み上げることにより超構造体を構築して、機能性多孔質材料を創製することである。形成される特殊ナノ空間を用い、通常の環境下では有機無機複合材料が達成できない物性・機能を引き出すことを目指す。特殊ナノ空間の構築に弱い相互作用を利用することで、光や熱、力など外部刺激により構造変化させ、ダイナミックに固体物性(発光挙動・非線形光学特性・導電性の変調が可能な、革新的性能を持つ有機無機複合デバイス(外場応答、センシング、イメージングツール)の作成に挑戦する。以下に本年度の成果を列挙する。
1.引続きπ共役系多環式芳香族など種々の機能性分子に配位性置換基を導入した機能団分子を合成した。有機酸と有機アミンを混合することにより水素結合性錯体を作成し、階層的に多孔性超構造体の構築を行った。
2.超分子構造の化学的、物理化学的性質を赤外分光法、固体核磁気共鳴分析、熱分析、単結晶X線構造解析により明らかにした。得られた測定データにより、配列ナノ空間の構造による包接現象を検討した。またそれぞれの材料の光電子物性測定を行った。
3.発光性多孔質構造に化学刺激を加え、物性変化と構造変化のデータをもとに、物性と構造との相関関係について検討を行った。さらに極限機能として提案した発光材料としての発光色調・発光強度・安定性を向上させた。 以上のことより、本研究で得られたナノ空間を有する多孔質構造は外部刺激に応答する極めて有用なセンシング・イメージング材料になりうることがわかった。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Amphiphilic Inclusion Spaces for Various Guests and Regulation of Fluorescence Intensity of 1,8-Bis(4-aminophenyl)anthracene Crystals2014

    • 著者名/発表者名
      Sugino Misa, Hatanaka Keisuke, Araki Yusuke, Hisaki Ichiro, Miyata Mikiji, Tohnai Norimitsu
    • 雑誌名

      Chem. - Eur. J.

      巻: 20 号: 11 ページ: 3069-3076

    • DOI

      10.1002/chem.201304541

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Engineering Switchable Rotors in Molecular Crystals with Open Porosity2014

    • 著者名/発表者名
      Comotti Angiolina, Bracco Silvia, Yamamoto Atsushi, Beretta Mario, Hirukawa Tomofumi, Tohnai Norimitsu, Miyata Mikiji, Sozzani Piero
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 136 号: 2 ページ: 618-621

    • DOI

      10.1021/ja411233p

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water inclusion as a trigger for modulation of anthracene arrangement and fluorescence emission of organic salt2014

    • 著者名/発表者名
      Sugino Misa, Hatanaka Keisuke, Miyano Tetsuya, Hisaki Ichiro, Miyata Mikiji, Sakon Aya, Uekusa Hidehiro, Tohnai Norimitsu
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 55 号: 3 ページ: 732-736

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2013.12.005

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A facile and versatile approach to efficient enhancement of solid-state luminescence by organic-inorganic hybrid salts2013

    • 著者名/発表者名
      Tohnai Norimitsu, Sugino Misa, Araki Yusuke, Hatanaka Keisuke, Hisaki Ichiro, Miyata Mikiji
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 42 号: 45 ページ: 15922-15926

    • DOI

      10.1039/c3dt51422f

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elucidation of Anthracene Arrangement for Excimer Emission at Ambient Conditions2013

    • 著者名/発表者名
      Sugino Misa, Araki Yusuke, Hatanaka Keisuke, Hisaki Ichiro, Miyata Mikiji, Tohnai Norimitsu
    • 雑誌名

      Cryst. Growth Des.

      巻: 13 号: 11 ページ: 4986-4992

    • DOI

      10.1021/cg401166v

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role-allocated Combination of Two Types of Hydrogen Bonds toward Constructing Breathing Diamondoid Porous Organic Salt2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Yamamoto, Tetsuya Hasegawa, Tomoya Hamada, Tomofumi Hirukawa, Ichiro Hisaki, Mikiji Miyata, Norimitsu Tohnai
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J

      巻: 19 号: 9 ページ: 3006-3016

    • DOI

      10.1002/chem.201202959

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamically Deformable Cube-like Hydrogen Bonding Network in Water-responsive Diamondoid Porous Organic Salts2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Yamamoto, Tomoya Hamada, Ichiro Hisaki, Mikiji Miyata, Norimitsu Tohnai
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 52 号: 6 ページ: 1709-1712

    • DOI

      10.1002/anie.201208153

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of π-Stacked Anthracene Arrangement for Fluorescence Modulation of Organic Solid from Monomer to Excited Oligomer Emission2012

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Hinoue, Yuta Shigenoi, Misa Sugino, Yuji Mizobe, Ichiro Hisaki, Mikiji Miyata, Norimitsu Tohnai
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: 18 号: 15 ページ: 4634-4643

    • DOI

      10.1002/chem.201103518

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular-Tilt-Chirality on Two-Fold Helical Assemblies2012

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Hisaki, 他
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: (in press) 号: 33 ページ: 10066-10073

    • DOI

      10.1002/chem.201200688

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diamondoid Porous Organic Salts towards Applicable Strategy for Construction of Versatile Porous Structures2012

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Yamamoto, Shinji Uehara, Tomoya Hamada, Mikiji Miyata, Ichiro Hisaki, Norimitsu Tohnai
    • 雑誌名

      Cryst. Growth Des.

      巻: 12 号: 9 ページ: 4600-4606

    • DOI

      10.1021/cg300796u

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 有機結晶のフォトルミネッセンスとその制御2013

    • 著者名/発表者名
      藤内謙光
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      草津
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Modulation of Emission Process and Molecular Arrangement in Crystal Composed of 9,10-Bisaminophenylanthracene and Mineral Acid2013

    • 著者名/発表者名
      Sugino Misa, Tohnai Norimitsu, Hisaki Ichiro, Miyata Mikiji
    • 学会等名
      The 21th International Conference on the Chemistry of the Organic Solid State (ICCOSS XXI)
    • 発表場所
      Oxford, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Fluorescent Color Modulation of Organic Solids by Regulation of π-Stacked Stilbene Arrangements2013

    • 著者名/発表者名
      Chien-Chih Chen, Tohnai Norimitsu, Hisaki Ichiro, Miyata Mikiji
    • 学会等名
      第62回高分子年次大会
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水素結合ネットワークを利用した多孔質有機塩(POSs)の構築と そのゲスト依存的発光特性2013

    • 著者名/発表者名
      浜田智也 ・山本淳志・藤内謙光 ・久木一朗・宮田幹二
    • 学会等名
      第62回高分子年次大会
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 有機塩を用いた超分子的アプローチによる結晶構造制御と機能化2013

    • 著者名/発表者名
      藤内謙光
    • 学会等名
      第17回液晶化学研究会シンポジウム
    • 発表場所
      産業技術総合研究所
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Supramolecular Assemblies and Fluorescence Properties of 9,10-Anthracene Derivative in Inclusion Crystals2012

    • 著者名/発表者名
      N. Tohnai, I. Hisaki, M. Miyata
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Bilateral Workshop on Nano-Science 2012
    • 発表場所
      Osaka
    • 年月日
      2012-12-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fluorescence Tuning System by using Organic Salts composed Anthracene Disulfonic Acid (ADS) and Primary Alkyl Amines in Crystalline State2012

    • 著者名/発表者名
      N. Tohnai, I. Hisaki, M. Miyata
    • 学会等名
      XXIV IUPAC Photochemistry
    • 発表場所
      Coimbra
    • 年月日
      2012-07-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Supramolecular assemblies and photophysical properties of9,10-anthracene derivative in solid state"2012

    • 著者名/発表者名
      N. TOHNAI, M. SUGINO I. HISAKI, M. MIYATA
    • 学会等名
      第61回高分子年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2012-05-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] πスタック型ナノクラスターからなるビーズ状超分子の構築と外部刺激応答的固体発光2012

    • 著者名/発表者名
      藤内謙光・樋上友亮・久木一朗・宮田幹二
    • 学会等名
      第9回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2012-05-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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