| 研究概要 |
集積変換型可逆発光スイッチの開発として、最終年度は圧力を刺激とするピエゾクロミック発光材料の可逆的集積構造変換の機構設計の精密化、および新しい構造一発光変換機構の探索に注力し、以下の成果を得た。
1.ピエゾロミック発光スイッチの精密設計1,3,6,8-テトラフェニルピレン(TPPy)誘導体が示すピエゾクロミック発光を対象とし、外部刺激で発光応答を示す相変化型有機材料への応用に向けた設計指針の精密化をおこなった。TPPyのフェニル基にアルキルアミド基を導入した(Alkyl)AmTPPyについて、側鎖アルキル基の効果を検討し、アルキル鎖の最適設計が水素結合支配の規則構造形成に重要であること、さらに刺激応答性にも重要な役割を果たしていることを明らかにし、ピエゾクロミック発光を示す上で必要な双安定構造実現のための設計指針を精密化することができ、有用な材料開発に向けた知見が得られた。
一方、アミドをエステルに置き換えた(Alkyl)EsTPPyは、(Alkyl)AmTPPyと異なった波長領域にピエゾクロミック発光を示し、分子間相互作用を変えることで異なる双安定構造を実現できることを実証し、新たなピエゾクロミック発光材料を開発することができた。また、(Alkyl)EsTPPyは、可塑剤を混合することで、圧力緩和にともなう発光色の回復速度を飛躍的に増大することができ、圧力負荷をリアルタイムでモニターする新しい固体発光材料となることを実証した。
2.新規な集積構造-発光変換機構の探索分子内水素結合を有する2-(2'-ヒドロキシフェニル)イミダゾ[1,2-a]ピリジン(HOPIP)は、溶液中で弱い励起状態分子内プロトン移動(ESIPT)蛍光を示すが、我々はHOPIPが強い固体発光((φ0.3-0.4)を示すことを見出し、さらに結晶構造に依存して発光色が大きく異なる(青緑および黄色)ことを確認した。結晶構造解析の結果、HOPIPの二つの芳香環による二面角が異なっており、これが発光特性に反映しているものと推定され、集積構造変化を発光変化に変換する新しい機構となることを示すことに成功した。
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