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2011 年度 実績報告書

常温液状π共役材料の創製とフォトニックメモリ媒体への応用

研究課題

研究課題/領域番号 23685033
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

中西 尚志  独立行政法人物質・材料研究機構, 高分子材料ユニット, 主幹研究員 (40391221)

キーワード有機液体 / 白色発光 / π共役分子 / レオロジー / Newtonian Liquid / 蛍光発光 / フォトルミネッセンス / フォトルミネッセンス
研究概要

本研究では、π共役系分子コアを複数の柔軟性側鎖により取り囲むことで、低粘性、低融点、不揮発性、フレキシブル、高屈折率、かつ微細化・薄層化可能な無溶媒の常温液状物質の創製と機能創発を目的とする。
π電子系材料固有の光電子機能を保持するフルイドマテリアルとして活用し、低炭素化技術に貢献できる情報記録材料、光エネルギー変換材料としての有用性を見出す。情報記録材料としては、カラーコードインクへの応用を検討する。
また、常温液体としての未探索な機能、物理現象を明らかにすることで、コア分子と側鎖間の相関をパラメータ化し、本液状物質群の基盤コンセプトを確立する。
以上、無溶媒常温液状π共役物質の基礎物性解析および応用展開を同時に試みることで、本コンセプトの一般化を目指し、実際にプリンティングエレクトロニクス・テクノロジーにおける主要材料となるよう研究を進める。
H23年度は、コアにオリゴエチレンビニレン(OPV)やアントラセン、フルオレンオリゴマー、BODIPY等のπ共役系分子を採用し、その液状物質の創製に取り組んだ。特にOPVの場合は青色蛍光を示す液状物質を得ることができ、固体蛍光ドーパントの添加によって白色発光インク材料の創製に成功した。文字の印字、大面積ペイントおよびUV-LEDコーティングによる白色発光機能の応用を示した。その他の分子でも青色や赤色発光液体を得ており、液体同士の混合やオリゴマー長に依存した物性変化の議論を進めるなど、徐々に未探索であった不揮発性の発光性常温液状物質の理解を深めることに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

コアに用いるπ共役系分子としてオリゴフェニレビニレン(OPV)を選択し、分岐アルキル側鎖を導入することで青色発光の不揮発性常温液体の開発に成功した。さらに、液体の特徴を活かし、固体発光色素を適宜加えてかき混ぜるのみで、白色発光を示すペースト材料の開発に至った。本コンセプトは、今後開発する液状物質へ同様に応用可能であり、物質の溶媒機能のポテンシャルを大いに発揮する結果を示した。

今後の研究の推進方策

先ずは、様々な機能性コアを選択し、疎水性のみならず親水性側鎖を導入した常温液体の創製を行う。コアには様々な発光色をしめすπ共役系分子の他、金属錯体、金属ナノ粒子を採用する。また、有機ラジカルや磁性錯体、微粒子をコアとすることで磁性流体としての応用も模索する。
一方で、液体のままの材料化と同時に固化・ゲル化を施した色素濃度が極めて高い薄膜材料の創製も視野に入れている。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Solvent-Free Luminescent Organic Liquids2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nakanishi, et al
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed

      巻: 51巻 ページ: 3391-3395

    • DOI

      10.1002/anie.201108853

    • 査読あり
  • [学会発表] Solvent-free Room Temperature Emitting Liquid Materials2012

    • 著者名/発表者名
      T.Nakanishi
    • 学会等名
      2nd Workshop on Joint Graduate Program between WUT and NIMS
    • 発表場所
      Warsaw Univ Tech (Warsaw)(招待講演)
    • 年月日
      2012-02-06
  • [学会発表] マクロスケールにおよぶ自己組織化および非組織化有機材料2012

    • 著者名/発表者名
      中西尚志
    • 学会等名
      第2回環境フォトニクス講演会
    • 発表場所
      奈良先端大学院大学(奈良県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-02-02
  • [学会発表] 自己組織化および非組織化有機材料2012

    • 著者名/発表者名
      中西尚志
    • 学会等名
      さきがけ次世代の物質化学・ナノサイエンスを探る
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2012-01-06
  • [備考]

    • URL

      http://www.nims.go.jp/macromol/nakanishi/index.html

  • [産業財産権] 常温液状有機材料およびその用途2011

    • 発明者名
      中西尚志
    • 権利者名
      物質・材料研究機構
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2011/073240
    • 出願年月日
      2011-10-07
    • 外国

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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