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2016 年度 実績報告書

超分子集合体を基盤とする増強円偏光蛍光材料の創成

研究課題

研究課題/領域番号 25248019
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

河合 壯  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (40221197)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード円偏光発光 / 超分子 / 自己組織構造 / エキシトンカップリング / 希土類錯体
研究実績の概要

キラルな分子からの蛍光発光に含まれる円偏光成分すなわちCPLに関して会合構造の精密構造制御を基盤とする超分子組織構造形成を利用し、分子材料設計により高い発光性と円偏光非対称性を同時に達成する円偏光発光材料の創成を目指して研究を推進した。特に平成28年度においてはキラルなC2がたおよびC3型分子についてその合成と共に円偏光発光の評価を行った。中でもキラルなC2対称性を有するπ共役分子について自己組織化によるナノワイヤー構造の形成と、これに伴う増強円偏光発光を見出した。この自己組織化ナノワイヤー構造においては多分士間のエキシトンカップリングにより増強された円偏光発光がみいだされた。さらに発光強度の増強を目指して自己組織構造内におけるエネルギー移動現象を取り入れることで、キラルなアクセプターユニットを導入した。その結果、分子ワイヤー内における励起エネルギー移動が可能となり、実効的なアンテナ効果を発現させ、励起エネルギーを効率よく発光ユニットへ集中させ効率よい円偏光発光に成功した。またキラルユーロピウム(Eu)錯体においても自己組織現象によるナノワイヤー構造の形成に成功した。このナノワイヤー構造において増強された円偏光発光を観測した。詳細な検討の結果、円偏光非対称性が世界で初めて1.4を超えることを見出し、世界最高の円偏光非対称性1.45を達成した。しかもこの材料では蛍光量子収率が5%を超え、強発光性も同時に達成できることが明らかになった。フィルターを組み合わせることによりスマートフォンのデジたたるカメラで左右円偏光強度の差を初めて画像化することに成功し、将来のセキュリティー応用の可能性を実証した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Ecole-Normale-Spetior de Paris Saclay/Universite de Nantes I/Univ. Paul Sabatier(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Ecole-Normale-Spetior de Paris Saclay/Universite de Nantes I/Univ. Paul Sabatier
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] IISER-Trivandrum(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      IISER-Trivandrum
  • [雑誌論文] Circularly polarized luminescence in chiral silver nanoclusters2017

    • 著者名/発表者名
      J. Kumar, T. Kawai, T. Nakashima
    • 雑誌名

      Chemical communications

      巻: 53 ページ: 1269-1272

    • DOI

      10.1039/c6cc09476g

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protonation-induced red-coloured circularly polarized luminescence of [5]carbohelicene fused by benzimidazole2016

    • 著者名/発表者名
      H. Sakai, T Kubota, J. Yuasa, Y. Araki, T. ; Sakanoue, T. Takenobu, T. Wada, T. Kawai, T. Hasobe
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.,

      巻: 14 ページ: 6738-6743

    • DOI

      10.1039/c6ob00937a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] OFF-ON-OFF Dual Emission at Visible and UV Wavelengths from Carbazole Functionalized beta-Diketonate Europium(III) Complex2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Imai, T. Kawai, J. Yuasa
    • 雑誌名

      J. Phys.Chem. A

      巻: 120 ページ: 4131-4138

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.6b04414

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral Supramolecular Polymerization Leading to Eye Differentiable Circular Polarization in Luminescence2016

    • 著者名/発表者名
      J. Kumar, B. Marydasan, T. Nakashima, T. Kawai, J. Yuasa
    • 雑誌名

      Chem. Commun.,

      巻: 52 ページ: 9885-9888

    • DOI

      10.1039/C6CC05022K

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Two-Step Synthesis of Boron-Fused Double Helicenes2016

    • 著者名/発表者名
      T.Katayama, S.Nakatsuka†, H. Hirai†, N.Yasuda, J. Kumar, T. Kawai, T. Hatakeyama
    • 雑誌名

      JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY

      巻: 138 ページ: 5210-5213

    • DOI

      10.1021/jacs.6b01674

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION2016

    • 著者名/発表者名
      J. F. Koegel, S. Kusaka, R. Sakamoto, T. Iwashima, M. Tsuchiya, R. Toyoda, R. Matsuoka, T. Tsukamoto, J. Yuasa, Y. Kitagawa, T. Kawai, H. Nishihara
    • 雑誌名

      Heteroleptic [Bis(oxazoline)](dipyrrinato)zinc(II) Complexes: Bright and Circularly Polarized Luminescene from and Originally Achiral Dipyrrinato Ligand

      巻: 55 ページ: 1377-1381

    • DOI

      10.1002/anie.201509411

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoswitching of intramolecular chiral stack in a helical tetrathiazole2016

    • 著者名/発表者名
      Y.Hashimoto, T. Kawai, T. Nakashima
    • 雑誌名

      CHEMICAL COMMUNICATIONS

      巻: 52 ページ: 5171-5174

    • DOI

      10.1039/c6cc01277a

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [備考] 光情報分子科学研究室

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/kawai/index.html

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公開日: 2018-01-16  

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