2023 年度研究成果報告書

力学的な刺激により励起反応を誘起できる希土類錯体の構築

研究課題

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研究課題/領域番号	20H02748
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関	北海道大学
研究代表者	北川裕一北海道大学, 工学研究院, 准教授 (90740093)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード	希土類錯体 / アントラセン / 多環芳香族 / ユウロピウム / ガドリニウム
研究成果の概要	物質に力学的な力を加えたときにその物質が励起状態を形成し、発光する現象のことをトリボルミネッセンスという。申請者は希土類錯体を基盤としたトリボルミネッセンスの研究を行っており、近年「力学的な刺激で効率的に励起状態を形成する錯体設計」を明らかにしている。本研究ではこの配位子設計に基づき、力学的な刺激で形成する励起状態を利用して「化学反応」を起こせる新しい錯体材料を検討した。具体的には積層したアントラセン骨格を導入した二核ユウロピウムおよびガドリニウム錯体を合成した。合成した希土類錯体のトリボ励起反応を検討したところ、それぞれアントラセンの酸化反応、二量化反応が起こることが確認された。
自由記述の分野	光化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	人類の暮らしを豊かにするための革新的な化学反応技術が求められている。化学反応を起こすためには、外部から物質へのエネルギー注入が重要となる。そのエネルギー源として熱が主に用いられてきた。また光も反応駆動力となることも知られている。光を物質に照射するとエネルギーが高い励起状態が形成し、その励起状態を介して化学反応が進行していく。この高いエネルギーを利用することで熱エネルギーでは達成できない物質変換が達成されている。一方、摩擦刺激をトリガーとした励起状態形成に基づく発光現象が古くから研究されている。この摩擦刺激励起をトリガーとした合成法の研究は新しい錯体材料構築の観点から学術的に高い意義がある。