| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
17H06374
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| 研究機関 | 青山学院大学 |
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研究代表者 |
長谷川 美貴 青山学院大学, 理工学部, 教授 (70306497)
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| 研究分担者 |
山中 正道 明治薬科大学, 薬学部, 教授 (10377715)
徐 超男 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 総括研究主幹 (70235810)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| キーワード | ソフトクリスタル / 希土類錯体 / 発光 / 構造解析 / 界面錯形成 |
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| 研究実績の概要 |
新規両親媒性配位子の合成とキャラクタリゼーション、その膜化した際の精緻な構造解析およびその決定を行った。具体的には、芳香族にキラル部位を導入した骨格に、炭素数18のアルキル鎖を直接連結する有機配位子を設計し、その合成を試みた。アルキル鎖を導入できる部位が2か所あり、それぞれの合成を試みたところ、一方は膜作成時に錯体が分解し、他方は錯形成したまま膜形成が可能であることを発見した。これは、キレート効果よりも分子内の歪が膜形成において優先される系であることを意味する。同様の化合物を配位子に用いた希土類錯体とその薄膜調製も行い、高い発光効率を示すことを見出した。類似する希土類薄膜は人工味覚センサーとしての可能性を示唆する結果が得られた。これは鎖状錯体のアルキル鎖部分にアミノ酸などの別の分子が挿入することで、膜の電位が大きく変化することを利用できることを意味する。
外部機関との共同研究促進も十分に行い、例えば、磁性石英ナノ粒子に鎖型希土類錯体を界面錯形成させ、磁性発光体を水中に分散させ磁石でマクロに動かすことを実証した。この際、表面の鎖錯体は柔軟で、磁性の強い部分は消光し、粒子から離れたところの錯体は発光に寄与することが明らかになった。
正の電荷を帯びたヘリカルな希土類錯体をイオン液体中に溶解し、透明な電極で挟んで電位を繰り返し変えても、分子構造に変化はないことを見出した。これを利用し、希土類の中でも比較的酸化還元電位が浅いユウロピウムを中心金属に用いた系の酸化還元を行った。その結果、電気化学的にユウロピウムの価数を制御し赤色発光のOn-Offが可能であることを見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
合成のノウハウと希土類と錯形成させた際の発光現象の促進が認められ、目的達成に大きく前進した。また共同研究によりベイポクロミック発光に関わる詳しい考察を進めることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
合成した化合物の膜形成および結晶化に伴うソフトクリスタル現象を明らかにする。この際、発光スペクトルと放射光実験による粉末XRDパターンの相関行う。特にベイポクロミック発光や、トリボルミネッセンスなど、従来の化合物のソフトクリスタル特性として新たな現象を見つけられた他のでそれらの精緻な実験を行う予定である。
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| 備考 |
繰越であり、成果等については2021年度の成果に準ずる。
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