| 研究課題/領域番号 |
16K05753
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
白上 努 宮崎大学, 工学部, 教授 (60235744)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | イオン液体 / 発光材料 / センサー / 外部刺激 / 有機高分子 |
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| 研究実績の概要 |
発光性イオン液体 (PFCP-IL) を含むポリメタクリル酸メチルあるいはポリ塩化ビニル等の有機高分子複合体に熱履歴（一定の時間加熱後、冷却）を与えると、PFCP-ILの発光強度が増強する「熱誘起発光増強特性」を示す。この特性は、PFCP-ILが熱による高分子鎖のセグメント運動と協同して移動し、発光会合体を形成することで誘起される。本研究では、熱以外の外部刺激として、機械的刺激および電気刺激を選択し、これら外部刺激に応答したPFCP-ILからの発光増強現象の観測を行うことを目的としている。
今年度は、交流電圧印加による、PFCP-ILの直接移動に伴う発光増強ついて検討した。ポリメタクリル酸ブチル(PBMA)とPFCP-ILの複合膜を調製し、常温下において、周波数60Hzから10000Hzまでの交流電圧を印加した結果、PFCP-ILによる発光増強は確認されなかったた。しかし、140℃程度の高温下では、交流電圧印加による一定の発光増強効果が得られた。観測された発光増強の大きさは、交流電場の周波数の大きさに依存することから、高分子内のPFCP-ILが交流電場により直接移動し、発光会合体の形成が促進されることで、発光増強が誘起されることが示唆された。次年度は、有機高分子の種類を変えて、同様の検討を行う予定である。
さらに蛍光寿命測定装置を用いて発光増強過程に対するCP-ILの動的挙動について検討した結果、メタノール中および複合体内におけるCP-ILには4つの異なる寿命の発光種が観測された。加熱前後の複合体の発光寿命の解析結果から、熱誘起発光増強は加熱前に存在する発光会合体の個数が、加熱後に増加するメカニズムで主に誘起されることが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
これまで、外部刺激として、熱刺激および機械的刺激における発光増強現象の観測を検討してきた。今年度は、電気刺激に関する項目について、比較的ガラス転移温度が低いPBMA/PFCP-IL複合体を用いて、高温条件下の制限があるものの、交流電場刺激によって、PFCP-ILからの発光増強が観測することができた。当初の研究計画では、外部刺激として、熱刺激、機械的刺激および電気刺激の３項目を挙げているので、研究実施計画に記載された内容は、ほぼ達成していると判断している。
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年末に蛍光寿命測定装置を入手できたことから、PFCP-ILの発光会合体の寿命測定から、PFCP-ILの動的挙動を明らかにすることが可能になった。このことから、各外部刺激に応答した発光増強過程の詳細なメカニズムを明らかにしていくことで、発光性イオン液体に関する研究を推進する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）
昨年度に引き続き、今年度、電気化学用LED光源（物品費）の購入を予定していた。しかし、申請書仕様での光源では、研究に必要な機能が備わっていない（光源のパワー等）ことが判明し、当初の見積もり単価では購入することができなかった。そのため、今年度の試薬等の購入費を節減して、翌年度の助成金と合わせた購入を計画している。
（使用計画）
次年度、物品費の中の試薬等購入費および電気化学用ＬＥＤ光源購入費として、併せて使用する計画である。
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