| 研究課題/領域番号 |
25220805
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
君塚 信夫 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90186304)
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| 研究期間 (年度) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| キーワード | 自己組織化 / 金属錯体 / 誘電性 / アップコンバージョン / ナノ界面 / エネルギーマイグレーション |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、金属錯体と合理的に設計された有機分子の自己組織化現象に基づき、エネルギーランドスケープが超分子的に制御された、革新的な外場応答機能を有する自己集積型高分子材料、ならびにその設計・構築学理を開拓することを目的とする。
平成27年度は、次の研究成果を得た。
（１）脂溶性金属ポルフィリン誘導体と双極子を含む二官能性配位子から脂溶性一次元錯体を合成した。Zn(II)ポルフィリンを用いた場合、溶液中においてはZn(II)が５配位構造をとるために一次元錯体は得られないが、固体フィルムにおいては、6配位の一次元錯体が形成されることを固体NMR測定により明らかにした。また、この誘電特性について評価したところ、液晶高分子錯体となる温度領域において、誘電ヒステリシスを示し、また小角X線回折から架橋配位子の回転運動に基づく強誘電性であることが示唆された。
（２）液体アントラセン化合物を用いる分子凝縮系のフォトンアップコンバージョン(UC)を、オルガノゲル系に拡張した。オルガノゲル化剤としては、広く利用されているBoc-グルタミン酸長鎖アミド誘導体を用いた。このゲル化剤は四塩化炭素やDMFなどの幅広い有機溶媒をゲル化し、ドナーとしてPtオクタエチルポルフィリン(PtOEP)、またジフェニルアントラセン(DPA)をアクセプターとした場合、四塩化炭素中で形成されるゲル化剤ナノファイバー中にPtOEP, DPAは取り込まれないが、DMF中においては、ゲルナノファイバー中にPtOEP,DPAが疎媒性効果により取り込まれることが判った。さらに、DMFゲル中では、溶存酸素の有無にかかわらずUCが観測され、ゲルナノファイバーが酸素ブロック能を有することが明らかとなった。以上より、溶液系の自己組織化を利用するフォトンアップコンバージョンにはじめて成功した。
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| 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
超分子強誘電体の開発については、当初設計したポルフィリン分子ー架橋配位子からなる一次元錯体が固体状態で得られることを明らかにし、期待していた誘電ヒステリシスの観測に成功した。また、オルガノゲル系におけるフォトンアップコンバージョンにおいては、77Kでもアップコンバージョンが進むことからエネルギーマイグレーション機構によるものであることを証明した。また、ゲル中における三重項拡散速度が、アントラセンの単結晶に匹敵する極めて大きなことを明らかにした。またオルガノゲルのナノファイバーが酸素ブロック能を有することをはじめて見いだし、三重項の分子集合系における評価や利用に路を拓いた。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究は、金属錯体と合理的に設計された有機分子の自己組織化現象に基づき、エネルギーランドスケープが超分子的に制御された、革新的な外場応答機能を有する自己集積型高分子材料、ならびにその設計・構築学理を開拓することを目的とする。
（１）超分子強誘電体については、誘電ヒステリシスが観測される温度が１００℃以上の高温であることから、室温付近で強誘電性を発現させるための分子設計と合成を行う。
（２）フォトンアップコンバージョンについては、アクセプター分子を集積型金属錯体や液晶、分子膜などに集積し、エネルギーマイグレーション機構に基づく分子組織系アップコンバージョンとしての一般化をはかる。
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