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2020 年度 実績報告書

発光性アンフィダイナミック結晶を基盤とした結晶のキラリティー制御とその円偏光特性

研究課題

研究課題/領域番号 19K23618
研究機関北海道大学

研究代表者

陳 旻究  北海道大学, 化学反応創成研究拠点, 特任助教 (90827396)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
キーワードMolecular Rotor / Luminescent Crystal
研究実績の概要

本採択研究課題では、高い結晶性を持ちながら、その構造の一部で速い回転が見られるアンフィダイナミック結晶を用いて、外部電場や温度変化に対する外部刺激応答性を用いて結晶のキラリティーを制御するとともに、金(I)錯体の発光特性をハイブリッドすることで固体円偏光発光(CPL)が外部電場により制御可能な新規発光機能の開発を目的とした。具体的には、我々が開発した金(I)錯体の回転部位に高いダイポールを持つ部位を導入することで、1. 外部電場に応答して回転部位のダイナミックスが結晶中で制御される新規な発光性アンフィダイナミック結晶を開発し、2. その外部電場応答性を利用して結晶のキラリティーを結晶中で直接制御に挑戦した。更に、その結晶のキラリティーが切り替わる際に結晶の発光性、特にCPL特性も変化すると予想され、その観測を行なった。
1.に該当する金錯体分子ローターを調査する中で、その回転部位にダイポールをもたらした2,3-difluorophenyleneを用いたアンフィダイナミック結晶が、193から298 Kの温度領域で回転部位の回転数が10 kHzから1.35 MHzに分布していることが2H-固体NMR測定により明らかとなり、その回転数変化に伴う発光色の変化および結晶格子の異方的膨張・伸縮が観察された。また、この結晶は激しい温度変化により結晶がジャンプするなど動的な挙動を示す。このことから「数ナノスケールにおける分子の回転運動」が結晶中で起きることで「マクロなスケールの力学的特性」を生み出すという興味深い知見を得ることができた。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of California Los Angeles(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California Los Angeles
  • [雑誌論文] Encapsulating N-Heterocyclic Carbene Binuclear Transition-Metal Complexes as a New Platform for Molecular Rotation in Crystalline Solid-State2020

    • 著者名/発表者名
      Jin Mingoo、Ando Rempei、Jellen Marcus J.、Garcia-Garibay Miguel A.、Ito Hajime
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 ページ: 1144~1153

    • DOI

      10.1021/jacs.0c11981

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] NHC金属錯体を基軸とした結晶性分子ローターの新規プラットフォーム2021

    • 著者名/発表者名
      陳 旻究、安藤 廉平、Jellen Marcus、Garcia-Garibay Migue、伊藤 肇
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] ヘキサアリールベンゼンを用いた分離積層構造を有する電荷移動錯体結晶の作製2021

    • 著者名/発表者名
      安藤 廉平、陳 旻究、伊藤 肇
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] ターンオン型蛍光ラジカルプローブを用いたメカノラジカルの検出2021

    • 著者名/発表者名
      久保田 浩司、豊島 直喜、陳 旻究、伊藤 肇
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [学会発表] NHC 金属錯体を基盤とした新規な結晶性分子ローターの設計とその光物性2021

    • 著者名/発表者名
      陳 旻究
    • 学会等名
      2020 複合系光化学ライジングスター研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] ヘキサアリールベンゼンを用いた固体中における分子ギア運動2020

    • 著者名/発表者名
      陳 旻究・安藤 廉平・Garcia-Garibay Miguel・伊藤 肇
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] ヘキサ(2-ピリジル)ベンゼンを有するスタジアム型分子の固体中におけるギア運動2020

    • 著者名/発表者名
      安藤 廉平・陳 旻究・Garcia-Garibay Miguel・伊藤 肇
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] ヘキサアリールベンゼンを有するスタジアム型分子の固体状態における分子内ギア運動2020

    • 著者名/発表者名
      安藤 廉平・陳 旻究・GARCIA-GARIBAY Miguel・伊藤 肇
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
  • [学会発表] Molecular Correlated Rotation in Solid State via Stadium Shaped Hexa-arylbenzene2020

    • 著者名/発表者名
      Mingoo Jin
    • 学会等名
      Cooperative phenomena in framework materials: Faraday Discussion
    • 国際学会
  • [学会発表] A novel platform of luminescent crystalline molecular rotors via N-heterocyclic carbene metal complexes: Designing molecular rotations and luminescence in solid-state mediated by functionalized rotation-axis2020

    • 著者名/発表者名
      Mingoo Jin, Renpei Ando, Marcus Jellen, Miguel A. Garcia-Garibay, Hajime Ito
    • 学会等名
      The 6.5th Crystal Engineering and Emerging Materials Workshop of Ontario and Quebec
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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