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2015 年度 実施状況報告書

電気化学反応による円偏光発光スイッチングが可能な光電気機能性ポリマー複合体

研究課題

研究課題/領域番号 15K05660
研究機関千葉大学

研究代表者

中村 一希  千葉大学, 融合科学研究科(研究院), 准教授 (00554320)

研究分担者 小林 範久  千葉大学, 融合科学研究科(研究院), 教授 (50195799)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード希土類錯体 / 円偏光発光 / エレクトロクロミズム / エネルギー移動
研究実績の概要

円偏光発光(CPL)を示すキラル発光材料は種々の次世代キロプティカル技術への展開が期待されている。その中でも、外部刺激によりCPLをスイッチングできる新規光機能性材料は重要な研究ターゲットとされているが、これまでに素子化に有利である電気化学反応によるCPL 反転の報告例はなされていない。そこで本研究ではCPL のヘリシティー(CPL キラリティー)を電気化学反応によってスイッチングできる新規機能性ポリマー複合体の創製を目的とした。
その手法として、左右異なるCPLを示す鏡像異性の発光材料を含む2種の光電気機能性分子を、サブμm~μm 領域で相分離させて複合化することで、円偏光発光キラリティーの異なる2種の相を有する複合材料を創製する。この複合体へ印加する電圧(電位)の違いによって左右どちらかのCPL強度を変化させ、CPLキラリティーのスイッチングを行う。
今年度は、複合体中に含むCPL活性分子からの発光をその近傍に存在するエレクトロクロミック分子によって制御可能かを検証した。具体的には、円偏光度の大きな発光を示すキラル希土類錯体にエレクトロクロミック部位を導入し、その機能性錯体に発色電位を印加することで、エレクトロクロミズムに伴うCPL強度の変化を観測した。その結果、電位印加前には、CPLのg値が0.3程度の強いCPLが、電位印加によるエレクトロクロミック部位の発色に伴いほぼ消光した。各種光物理特性の測定により、このCPLの消光は希土類イオンとエレクトロクロミック部位の間の励起エネルギー移動によるものであることが明らかとなった。また、このCPLは電位印加を止めることで可逆的に回復した。 また、光学異性体の希土類錯体を用いることで、左もしくは右のCPLの両方を制御できることも確認できたことから、次年度以降の両錯体の複合化に向けた重要な指針が得られたと考えている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度は、本研究のベースとなる、左もしくは右CPLを示す材料からのCPLを、電気化学反応による制御可能なことを実証した。このCPL強度の電気化学的制御は本研究課題の根幹をなす。そのため、研究計画全体としては大きな変更は必要なく、次年度以降も計画通りに推進可能であることから、概ね順調に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

上述のように、初年度は本申請の大元のコンセプトである、電気化学反応によるCPL強度の制御に関する実証が行えたため、今後は左・右の円偏光を示す材料を如何にサブμm領域で複合化させるかという、複合材料のマイクロ構造形成の方法論に焦点を当てて研究を推進する。

次年度使用額が生じた理由

年度末の出張旅費を見積額より減額させたこと、また年度末に掲載可となった本研究に関連する学術論文の掲載料の請求が年度をまたいだため、次年度使用額(B-A)が生じた。

次年度使用額の使用計画

研究業績欄に記載した、当該研究に関連する論文掲載に関わり発生する論文掲載料の支払いに使用する予定である。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Electrochemical Modulation of Emission and Coloration by Using Luminescent Lanthanide(III) Complex and Viologen Derivatives via Intermolecular Energy Transfer2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakamura, Kenji Kanazawa, Yuta Komiya, Norihisa Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of the Imaging Society of Japan

      巻: 55 ページ: 184-193

    • DOI

      10.11370/isj.55.184

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermo-switchable Dual-mode Displaying Media Enabling Multi-color Control of Both Emission and Coloration2016

    • 著者名/発表者名
      Kouki Ogasawara, Kenji Kanazawa, Kazuki Nakamura, Norihisa Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of the Imaging Society of Japan

      巻: 55 ページ: 149-154

    • DOI

      10.11370/isj.55.149

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electroswitchable optical device enabling both luminescence and coloration control consisted of fluoran dye and 1,4-benzoquinone2016

    • 著者名/発表者名
      Kenji KANAZAWA, Kazuki NAKAMURA, Norihisa KOBAYAHI
    • 雑誌名

      Solar Energy Materials and Solar Cells

      巻: 145 ページ: 42-53

    • DOI

      doi:10.1016/j.solmat.2015.06.061

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermally controlled dual-mode display media with red-green-blue coloration and fluorescence via energy transfer between emission materials and leuco dyes2016

    • 著者名/発表者名
      Kouki OGASAWARA, Kazuki NAKAMURA, Norihisa KOBAYASHI
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 4 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1039/C6TC01027J

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 感熱性クリスタルバイオレットラクトン複合膜における青色発光/青色着色の熱刺激制御2016

    • 著者名/発表者名
      涌嶋晶子, 小笠原光貴, 中村一希, 小林範久
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-26
  • [学会発表] Electrochemically-controlled photophysical properties of both emission and coloration by using luminescent lanthanide(III) complex and viologen derivatives2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakamura, Kenji Kanazawa, Yuta Komiya Norihisa Kobayashi
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo-thermo functional polymeric films showing RGB coloration and emission dual mode displaying media2015

    • 著者名/発表者名
      Kouki Ogasawara, Kazuki Nakamura, Norihisa Kobayashi
    • 学会等名
      The 22st International Display Workshops (IDW'15)
    • 発表場所
      大津プリンスホテル
    • 年月日
      2015-12-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrochemical Modulation of Emission and Coloration by Novel Functional TiO2 Electrode Having Covalently Connected Lanthanide(III) Complexes and Viologen Derivatives2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakamura, Kenji Kanazawa, Yuta Komiya, Norihisa Kobayashi
    • 学会等名
      The 22st International Display Workshops (IDW'15)
    • 発表場所
      大津プリンスホテル
    • 年月日
      2015-12-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 発光性金属錯体を用いた反射・発光型デュアルモード ディスプレイ素子2015

    • 著者名/発表者名
      中村一希
    • 学会等名
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2015-10-13
    • 招待講演
  • [学会発表] 疎水化DNAとキラルEu(III)錯体による複合体の構造と赤色円偏光発光性の増強2015

    • 著者名/発表者名
      中村一希, 板本なつみ, 渡邊航, 妻鳥紘之, 小林範久
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-09-16
  • [学会発表] キラルEu(III)錯体とDNA-CTMAとの複合化による 円偏光発光の増強2015

    • 著者名/発表者名
      中村一希, 板本なつみ, 渡邊航, 妻鳥紘之, 小林範久
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-11
  • [学会発表] Thermo-responsible dual mode displaying media showing RGB emission and coloration by using excited energy transfer between emission materials and leuco dyes2015

    • 著者名/発表者名
      Kouki Ogasawara, Kazuki Nakamura, Norihisa Kobayashi
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-09
  • [学会発表] 疎水化DNAの相互作用によるEu(III)錯体の発光増強メカニズム2015

    • 著者名/発表者名
      板本なつみ, 中村一希, 小林範久
    • 学会等名
      第27回配位化合物の光化学討論会
    • 発表場所
      佐渡インフォメーションセンター
    • 年月日
      2015-08-08
  • [学会発表] ビオロゲン誘導体とユウロピウム(III)錯体間の励起エネルギー移動制御に基づくエレクトロフルオロクロミズム2015

    • 著者名/発表者名
      小宮友太, 金澤賢司, 中村一希, 小林範久
    • 学会等名
      第27回配位化合物の光化学討論会
    • 発表場所
      佐渡インフォメーションセンター
    • 年月日
      2015-08-08
  • [学会発表] Thermo-switchable dual mode displaying media enabling multi-color control of both emission and coloration2015

    • 著者名/発表者名
      Kouki Ogasawara, Kenji Kanazawa, Kazuki Nakamura, Norihisa Kobayashi
    • 学会等名
      The 1st International Conference on Advanced Imaging (1st ICAI)
    • 発表場所
      一橋大学
    • 年月日
      2015-06-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrochemical modulation of emission and coloration by using luminescent lanthanide(III) complex and viologen derivatives via intermolecular energy transfer2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakamura, Kenji Kanazawa, Yuta Komiya, Norihisa Kobayashi
    • 学会等名
      The 1st International Conference on Advanced Imaging (1st ICAI)
    • 発表場所
      一橋大学
    • 年月日
      2015-06-17
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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