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配位プログラミングによるメタロ超分子ポリマーの光機能化

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 24108742
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
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

樋口 昌芳  独立行政法人物質・材料研究機構, 先端的共通技術部門, グループリーダー (80306852)

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
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2013年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2012年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード配位プログラム / メタロ超分子ポリマー
研究概要

【研究目的】配位結合を自在に操ることで、共有結合からなる材料にはない光・電子物性を持つ物質の創製が期待できる。所望の分子構造や機能を有する超分子の開発には、「配位ブログラミング」の概念導入が極めて有効と考えられる。本研究では、新たに有機モジュールを設計・合成することで、ユウロピウムイオン等の希土類金属イオンを主鎖に導入したメタロ超分子ポリマーを開発し、その発光特性を発現させるとともに、外部刺激による発光特性の可逆的制御を利用した新固体デバイスを開発する。
【平成25年度研究実績】これまで、2種類の金属イオンが交互に導入されたメタロ超分子ポリマーを合成することに成功している。本年度は、本ポリマーにおける、(1)2種類の金属イオン間の電子相互作用の解明、及び(2)インテリジェント発光デバイスの発明を行った。更に、(3)亜鉛イオンを含むメタロ超分子ポリマーにおける発光色制御を実現した。
【成果の内容】(1)2種類の金属イオン間の電子相互作用の解明:鉄イオンとユウロピウムイオンの両方を含むメタロ超分子ポリマーにおいて、鉄イオンの価数の違いにより、ユウロピウムイオンからの発光強度が大きく変化することを発見した。(2)インテリジェント発光デバイスの発明:このポリマーフィルム中の鉄イオンを電気化学的に酸化還元することで、ユウロピウムイオンの発光を可逆的にスイッチングさせることに成功した。(3)亜鉛イオンを含むメタロ超分子ポリマーにおける発光色制御:ビス(ターピリジン)誘導体と亜鉛イオンを錯形成させることにより得られたメタロ超分子ポリマーは、配位子の置換基効果による大きなストークスシフトにより、青、シアン、緑色といった異なる発光色を示した。

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

    (7件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Metallo-Supramolecular Polymers with a Bis-ONO-tridentate Ligand by Coordination Programming2014

    • 著者名/発表者名
      Miki Kanao, Masayoshi Higuchi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 43

    • NAID

      130004868258

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescent Colour Modulation in Zn(II)-Based Metallo-Supramolecular Polymer Films by Electronic-State Control of the Ligand2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sato, Rakesh K. Pandey, Masayoshi Higuchi
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 42 号: 45 ページ: 16036-16042

    • DOI

      10.1039/c3dt51354h

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Alternately Introduced Heterometallo-Supramolecular Polymer: Synthesis and Solid-State Emission Switching by Electrochemical Redox2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sato, Masayoshi Higuchi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 49 号: 46 ページ: 5256-5256

    • DOI

      10.1039/c3cc41176a

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Electronic and Optical Properties of Metallo-Supramolecular Polymer Films2014

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Higuchi
    • 学会等名
      International Symposium on Coordination Programming 2014 (ISCP2014)
    • 発表場所
      東大 伊藤国際学術研究センター
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 配位プログラミングによるメタロ超分子ポリマーの光機能化2012

    • 著者名/発表者名
      樋口昌芳
    • 学会等名
      新学術領域「配位プログラム」合同会議
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2012-11-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Display Devices Using Metallo-Supramolecular Polymers2012

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Higuchi
    • 学会等名
      Germany-Japan Bilateral Meeting on Coordination Programming
    • 発表場所
      ミュンスター大学、ドイツ
    • 年月日
      2012-10-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 配位プログラミングによるメタロ超分子ポリマーの光機能化2012

    • 著者名/発表者名
      樋口昌芳
    • 学会等名
      新学術領域「配位プログラム」第7回全体会議
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2012-06-04
    • 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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