2019 年度研究成果報告書

13族元素の高周期化による新奇光機能性高分子の創出

研究課題

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研究課題/領域番号	17H03067
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
研究分野	高分子化学
研究機関	京都大学
研究代表者	田中一生京都大学, 工学研究科, 教授 (90435660)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	共役系高分子 / 発光 / 高周期元素
研究成果の概要	高周期元素の錯体を含む高分子の合成を行い、新奇光学特性を発見した。具体的には、錯体中の元素を同族元素で置き換えることで、得られる高分子の電子物性の比較することで、特に長周期元素とπ共役系の醸し出す新物性に関する知見を得た。本研究より、近赤外発光、固体発光、凝集誘起型発光性共役系高分子、多種類の刺激に応答する発光性高分子など、高分子では僅少な発光材料を開発することができた。また、軌道対称性制御による発光スイッチング、励起駆動型配位子開裂機構を経る発光など、新奇の光化学的プロセスを確立することができた。高周期元素に特有の物性を利用することで、様々な機能性発光材料を得ることにつながった。
自由記述の分野	機能性高分子合成
研究成果の学術的意義や社会的意義	元素とπ共役系が醸し出す特異な電子物性に由来する光物性の機構解明を行うことで、新奇の電子構造や励起状態に関する基礎的知見が得られる。これらのことから光機能性材料の設計においてヘテロ元素導入が有効な戦略であることを示すことができる。また、励起状態における電子状態の量子化学計算の分野に対して、本研究よりヘテロ元素含有共役系に関する情報を提供することができ、計算科学の進歩に貢献ができる。共役系高分子は太陽電池や有機ELにおいて高効率な材料として注目されており、特に、無機元素を利用した機能性高分子材料開発という世界的に競争の激しい分野において、本研究成果は日本がイニシアティブをとることに貢献できる。