• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2011 年度 実績報告書

自己組織化制御に基づいたユビキタス元素による超分子発光素子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 21245035
研究機関大阪大学

研究代表者

宮田 幹二  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90029322)

キーワード超分子化学 / 発光材料 / 有機結晶 / 結晶工学 / ホストゲスト化学 / スルホン酸アミン塩 / アントラセン / 超分子クラスター
研究概要

本課題では、多環式芳香族などのπ系分子(機能団)と種々のアミン化合物(構造制御部位)からなる超分子複合体を基盤とし、ユビキタス元素だけを用いた高効率、高輝度で安定な超分子発光素子を創出することを目的として研究を行った。
アントラセン-2,6-ジスルホン酸の脂肪族アミン塩結晶中での蛍光挙動を、アミンの脂肪鎖の大きさ・形状に応じた構造の固さおよびCH-O相互作用により制御できることを見出した。これにより、20倍以上の発光増強が達成できた。また、アントラセン-1,5-ジスルホン酸の脂肪族アミン塩が、結晶中における多様なπスタック集合体を構築し、アントラセンのend-to-face型の配列は励起二量体形成による緑色発光を与え、face-to-face型のレンガ壁様配列になると多分子間で励起会合体を形成することによって黄色まで発光色調を変化させた。さらに、アントラセン-1,8-ジスルホン酸の脂肪族アミン塩を用いて、πスタック方向に加えて並進方向の配列制御に成功した。アントラセンがほぼ平行にend-to-endの配列で並んだ時、特異的な光電子物性を示すことを発見した。これにより、青から赤燈色までのほぼフルカラーな発光変調と200倍以上の発光増強、そして異方的かつ大きな電荷移動特性の発現が可能となり、有機光電子材料の設計・開発における重要な指針が得られた。一方、嵩高いトリフェニルメチルアミンを用いたアントラセン有機塩は電荷補助型の水素結合によりナノクラスターを形成し、クラスター同士がアントラセン間のπ-π相互作用により連結されたビーズ状集合体を強固に構築した。このπスタック型ビーズ状集合体は結晶中で極性分子から非極性分子まで多種多様な有機分子を包接し、包接分子に応じて青色から橙黄色まで幅広く発光色調を変化させた。これらの結果は包接超分子あるいはセンシング材料の創出の新しいアプローチを示唆している。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Supramolecular-Tilt-Chirality on Two-Fold Helical Assemblies2012

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Hisaki, 他
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: (in press)

    • DOI

      10.1002/chem.201200688

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of multi-component supramolecular architectures of bile acids and cinchona alkaloids through helical-pitch-synchronized crystallization2012

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Sasaki, 他
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: (in press)

    • DOI

      10.1039/C2OB25072A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Right- and left-handedness of 2_1 symmetrical herringbone assemblies of benzene2012

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Hisaki, 他
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 48 ページ: 2219-2221

    • DOI

      10.1039/C2CC17719F

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Guest-responsive Fluorescence of Inclusion Crystals with p-stacked Supramolecular Beads2012

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Hinoue, 他
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 51 ページ: 155-158

    • DOI

      10.1002/anie.201106849

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of p-Stacked Anthracene Arrangement for Fluorescence Modulation of Organic Solid from Monomer to Excited Oligomer Emission2012

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Hinoue, 他
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: 18 ページ: 4634-4643

    • DOI

      10.1002/chem.201103518

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of 1D π-Stacked Superstructures with Inclusion Channels through Symmetry-Decreasing Crystallization of Discotic Molecules of C_3 Symmetry2011

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Hisaki, 他
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: 17 ページ: 14348-14353

    • DOI

      10.1002/chem.201103133

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polymorphism of Dehydrobenzo[14]annulene Possessing Two Methyl Ester Groups in Noncentrosymmetric Positions2011

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Hisaki, 他
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 11 ページ: 5488-5494

    • DOI

      10.1021/cg201075z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deoxycholamide Crystalline Frameworks as a Platform of High-Efficient Fluorescence Materials2011

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Hisaki, 他
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 11 ページ: 4652-4659

    • DOI

      10.1021/cg200935j

    • 査読あり
  • [学会発表] πスタック型ナノクラスターからなるビーズ状超分子の構築とそのゲスト応答的固体発光2012

    • 著者名/発表者名
      樋上友亮
    • 学会等名
      第92春季年会講演申込
    • 発表場所
      東京慶応大学
    • 年月日
      2012-03-26
  • [学会発表] アントラセン誘導体鉱酸塩結晶を用いた分子配列変化に伴う発光機序制御2011

    • 著者名/発表者名
      杉野光彩, 久木一朗, 宮田幹二, 藤内謙光
    • 学会等名
      日本結晶学会平成23年度年会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2011-11-24
  • [学会発表] ビスアミノフェニルアントラセンが形成するビスアミノフェニルアントラセンが形成する水素結合性超分子集合体の分子配列と固体蛍光特性2011

    • 著者名/発表者名
      荒木佑介
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2011-09-29
  • [学会発表] スルホン酸アミン塩を用いた超分子集合体の非共有結合による蛍光性多孔質構造の階層的構築2011

    • 著者名/発表者名
      山本淳志, 久木一朗, 宮田幹二, 藤内謙光
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2011-09-28
  • [学会発表] Handedness of two-fold helices and chiral space-groups2011

    • 著者名/発表者名
      宮田幹二
    • 学会等名
      XXII Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Madrid, Spain(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-22
  • [学会発表] Self-Assembling Behavior of Polarized Dehydrobenzoannulenes with Methyl Ester Groups2011

    • 著者名/発表者名
      重光孟, 久木一朗, 藤内謙光, 宮田幹二
    • 学会等名
      14^<th> International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • 発表場所
      Oregon USA
    • 年月日
      2011-07-26
  • [学会発表] アントラセンジスルホン酸アンモニウム塩とTCNBによる非共有結合性集合体の構造制御と光物性2011

    • 著者名/発表者名
      土井悠太, 久木一朗, 宮田幹二, 藤内謙光
    • 学会等名
      第57回高分子研究発表会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2011-07-15
  • [学会発表] 結晶多形を利用したデヒドロベンゾアヌレン誘導体の多様な超構造構築と蛍光特性2011

    • 著者名/発表者名
      米谷英里子
    • 学会等名
      第57回高分子研究発表会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2011-07-15
  • [学会発表] Handedness of Two-Fold Rotations and helices in Hierarchical Structures of Organic Crystals2011

    • 著者名/発表者名
      宮田幹二
    • 学会等名
      ICCOSS XX
    • 発表場所
      Bangalore, India(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-30
  • [学会発表] Hierarchical Construction of Functional Organic Zeolite by Supramolecular Process2011

    • 著者名/発表者名
      藤内謙光
    • 学会等名
      第60回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-05-25

URL: 

公開日: 2013-06-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi