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2016 年度 実績報告書

磁性金属元素ブロックの三次元空間制御による新機能性高分子の創成

計画研究

研究領域元素ブロック高分子材料の創出
研究課題/領域番号 24102012
研究機関北海道大学

研究代表者

長谷川 靖哉  北海道大学, 工学研究院, 教授 (80324797)

研究期間 (年度) 2012-06-28 – 2017-03-31
キーワード希土類 / 光物性
研究実績の概要

希土類錯体を元素ブロックとして三次元配列させた新しい高分子材料「希土類元素ブロック高分子」に関する研究を行った。
まず、希土類元素を配位する部位が3つのカルボン酸と1つのホスフィンオキシドとなった新型配位子TCPOを用いて希土類元素ブロック高分子を作製したところ、三次元ネットワーク構造を形成していることが明らかとなった。得られた[Eu(hfa)x(TCPO)y] nの熱分解温度は450℃であり、400℃においても赤色発光することが確認された。配位子励起による発光量子効率は20%であり、配位子からEu(III)へのエネルギー移動効率は59%となることがわかった。この値はこれまで報告している希土類元素ブロック高分子の中で最も高い。この新型希土類元素ブロック高分子に関して、 Tb(III)イオンとEu(III)イオンを99:1の割合で混合したものを合成したところ、良好な感温特性(温度上昇によって発光色が緑から赤へ変化)が観察された。
また、希土類元素ブロック高分子の高分子主鎖にジグザグ構造(チオフェン骨格)を導入した新規な希土類元素ブロック高分子を合成した。得られた化合物のX線構造解析を行ったところ、このポリマー主鎖はジグザグ構造を形成していることが明らかとなった。それらの熱分解温度は300℃を超えることもかわった。この[Eu(hfa)3(dpt)]nの発光量子効率および光増感エネルギー移動効率は75%および80%となり、これまで報告されている希土類元素ブロック高分子の中も最も優れた発光機能を有していることがわかった。
以上、希土類元素ブロック高分子の主鎖をジグザク構造とすることで発光機能を高めることができることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Glass transition properties and temperature-sensitive luminescence of lanthanide coordination glasses linked by thienyl, naphthyl, and phenyl bridges with ethynyl group2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirai, P.P. Ferreira da Rosa, T. Nakanishi, Y. Kitagawa, K. Fushimi, Y. Hasegawa
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn

      巻: 90 ページ: 322-326

    • DOI

      10.1246/bcsj.20160379

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hyper-stable organo-EuIII luminophore under high temperature for photo-industrial application2016

    • 著者名/発表者名
      Nakajima, T. Nakanishi, Y. Kitagawa, T. Seki, H. Ito, K. Fushimi, Y. Hasegawa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 24458

    • DOI

      DOI:10.1038

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Luminescent EuIII coordination zippers linked with thiophene-based bridges2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirai, T. Nakanishi, Y. Kitagawa, K.i Fushimi, T. Seki, H. Ito, Y. Hasegawa
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 ページ: 12059-12062

    • DOI

      10.1002/anie.201606371

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermosensitive Luminescent Lanthanide Complex with Two Photosensitized Ligands2016

    • 著者名/発表者名
      A Nakajima, T.Nakanishi, Y. Kitagawa, K. Fushimi, Y. Hasegawa
    • 雑誌名

      Sens. Mater.

      巻: 28 ページ: 845-850

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Visible luminescent lanthanide ions and large π-conjugated ligand system shake hands2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa, R. Ohno, T. Nakanishi, K. Fushimi, Y. Hasegawa
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 18 ページ: 31012-31016

    • DOI

      10.1039/c6cp06294f

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 表面温度を検知するカメレオン発光体2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川靖哉
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      船堀タワー(東京)
    • 年月日
      2016-11-14 – 2016-11-16
  • [学会発表] Ohotophysical properties of Eu(III) coordination polymers dependent on metal complex ligands2016

    • 著者名/発表者名
      M. Yamamoto, T, Nakanishi, Y. Kitagawa, T. Seki, H. Ito, K. Fushimi, Y. Hasegawa
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学(横浜)
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] Photo-and triboluminescence of lanthanide coordination polymers with (hetro)aromatic bridges2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirai, T. Nakanishi, Y. Kitagawa, K. Fushimi, Y. Hasegawa
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学(福岡)
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-12
  • [学会発表] Lanthanide coordination polymers with characteristic luminescence2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Hasegawa
    • 学会等名
      The 1st Japan-Australia joint symposium on coordination chemistry
    • 発表場所
      福岡大学(福岡)
    • 年月日
      2016-09-08 – 2016-09-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] lanthanide coordination nanoparticles for novel luminescent materials2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Hasegawa
    • 学会等名
      Rare Earths 2016
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2016-06-05 – 2016-06-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 元素ブロック材料の創出と応用展開, 新型発光体創成を目指した希土類元素ブロックの三次元空間配列2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川靖哉
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [備考] 北海道大学大学院工学研究院 先端材料化学研究室

    • URL

      http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/amc/index.html

  • [産業財産権] ホスフィンオキシド化合物、希土類錯体及び発光材料2017

    • 発明者名
      長谷川靖哉 他
    • 権利者名
      長谷川靖哉 他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-035041
    • 出願年月日
      2017-02-27
  • [産業財産権] Eu錯体及び有機EL素子2016

    • 発明者名
      長谷川靖哉 他
    • 権利者名
      長谷川靖哉 他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-170553
    • 出願年月日
      2016-09-01
  • [産業財産権] 近赤外線発光を示すポルフィリンガラス2016

    • 発明者名
      森末光彦, 佐々木園, 中西貴之, 長谷川靖哉
    • 権利者名
      森末光彦, 佐々木園, 中西貴之, 長谷川靖哉
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-161750
    • 出願年月日
      2016-08-22

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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