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2015 年度 実績報告書

蛍光共鳴エネルギー移動による0・1次元ナノドット・ワイヤーセンサーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 14F04063
研究機関京都大学

研究代表者

関 修平  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30273709)

研究分担者 PADALKAR VIKAS  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
キーワードESIPT / ナノワイヤー / 蛍光共鳴 / センサー / 固体発光 / 粒子線 / イオントラック / 液晶
研究実績の概要

昨年度に引き続き、固体状態で高効率に蛍光発光を示す化合物の合成を行い、実際に粒子線照射により蛍光発光性ナノワイヤの創製を行った。特に、2-(2'-ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾール(HBT)骨格が示す励起状態プロトン移動(ESIPT)現象による大きなストークスシフトに注目し、可視光領域に発光を示す材料の開発を行った。HBT骨格とフルオレンもしくはトリフェニルアミン誘導体を共有結合で連結したダイアド、トリアドタイプの化合物は固体状態で高い蛍光発光量子効率を示す材料として振る舞った。また、各種有機溶媒中での発光挙動を調べることにより、特にHBT-フルオレン-HBTトリアド型分子が顕著なESIPT発光を固体状態で示すことを見出した。HBT部位のヒドロキシ基をメチル保護した誘導体による対照実験の結果、確かにヒドロキシ基がESIPT発光に寄与していること、また、2つのESIPT部位は独立して振る舞うことを確認した。
このトリアド型化合物のうち、フルオレン橋頭位にジヘキシル基を有する誘導体から作成した薄膜に490 MeV Os重粒子線を低密度(10^8~10^10 cm-2)で照射し、照射後の薄膜をシクロヘキサン溶媒に浸漬させて現像したところ、原子間力顕微鏡観察により粒子線の飛跡に沿ったナノワイヤが得られることがわかった。発光スペクトルの測定により、これら基板上のナノワイヤが蛍光発光能を保持していることが確認された。
さらに、このトリアド型化合物はバルク状態において高温領域(~200 ºC)でサーモトロピック液晶として振る舞いネマチック相を発現した。二つのヒドロキシ基のうち一つでもメチル保護した誘導体は液晶相を発現しないことから、メソゲンの分子設計に新しい設計指針を与える可能性が提示された。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Excited-state intramolecular proton-transfer (ESIPT)-inspired solid state emitters2016

    • 著者名/発表者名
      Vikas Sudam Padalkar, Shu Seki
    • 雑誌名

      Chemical Society Reviews

      巻: 45 ページ: 169-202

    • DOI

      DOI: 10.1039/C5CS00543D

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] AIE Active Triphenylamine-Benzothiazole Based Motifs: ESIPT or ICT emission2016

    • 著者名/発表者名
      Vikas Sudam Padalkar, Daisuke Sakamaki, Kenji Kuwada, Norimitsu Tohnai, Tomoyuki Akutagawa, Kenichi Sakai, Shu Seki
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 6 ページ: 26941-26949

    • DOI

      DOI: 10.1039/C6RA02417C

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Highly emissive excited-state intramolecular proton transfer (ESIPT) inspired 2-(2′-hydroxy)benzothiazole-fluorene motifs: spectroscopic and photophysical properties investigation2015

    • 著者名/発表者名
      Vikas Sudam Padalkar, Daisuke Sakamaki, Norimitsu Tohnai, Tomoyuki Akutagawa, Kenichi Sakai, Shu Seki
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 5 ページ: 80283-80296

    • DOI

      DOI: 10.1039/C5RA17980G

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Thermoresponsive Nanoactinia Tentacles by a Single Particle Nanofabrication Technique2015

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Omichi, Hiromi Marui, Vikas Sudam Padalkar, Akifumi Horio, Satoshi Tsukuda, Masaki Sugimoto, Shu Seki
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 31 ページ: 11692-11700

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.langmuir.5b02962

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Efficient Solid State Emissive Chromophores via Excited–State Intramolecular Proton–Transfer (ESIPT) Phenomenon2015

    • 著者名/発表者名
      Vikas S. Padalkar, Shu Seki
    • 学会等名
      International Conference on New Horizons in Synthetic and Materials Chemistry (ICSMC-2015)
    • 発表場所
      Mumbai
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-28
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2016-12-27  

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