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2016 年度 実績報告書

超分子π電子積層工学を駆使した創発的機能材料の開発

公募研究

研究領域元素ブロック高分子材料の創出
研究課題/領域番号 15H00741
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

森末 光彦  京都工芸繊維大学, 分子化学系, 助教 (40403357)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードポルフィリン / エキシマー / 近赤外発光
研究実績の概要

ポルフィリン亜鉛錯体にパラフィン性側鎖を導入し、これを構成ユニットとしてパイ共役系を拡張した一連のポルフィリンの合成を行なった。広いパイ平面を有するポルフィリンは、通常非常に結晶性が高く、このため特に材料として利用できるような高濃度条件では会合体形成に起因する発光特性の低下など、ポルフィリンが本来持っている特性を大きく損なう欠点があった。これに対して、合成した一連のポルフィリンは無溶媒状態で非晶質であり、室温付近からそれ以上の温度領域でガラス転移点を示した。この結果、ポルフィリン誘導体は固体薄膜中でも発光性を維持した。特にパイ共役系を拡張したポルフィリンでは、エキシマー形成に起因して970 nm付近の近赤外波長領域で発光を示した。このような近赤外線波長域での発光は、熱振動の影響が大きい領域であることから通常発光を観察することが困難な波長域であるとされており(「エネルギーギャップ則」)、特筆に値する発光特性を示すことを明らかにし、この一連のポルフィリン誘導体を「ポルフィリンガラス」と名付けた。さらにこのポルフィリンガラスを基盤として、超分子化学的な組織化を行うことができるユニットを導入することによって、無溶媒バルク条件で超分子ポリマーを形成した。この結果、分子の自由回転が可能な溶液中での物性から外挿した吸収特性を超えてパイ電子系を固体薄膜中で拡張することがわかった。この結果、エキシマーに起因する発光波長は1025 nmに長波長シフトした。しかもこの発光の寿命は空気中においてマイクロ秒オーダーに達し、極めて特異な発光特性であった。

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

    (11件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Amorphous Porphyrin Glasses Exhibit Near-Infrared Excimer Luminescence2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiko Morisue,* Ikuya Ueno, Takayuki Nakanishil, Takafumi Matsui, Sono Sasaki, Masaki Shimizu, Jun Matsui, Yasuchika Hasegawa
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 7 ページ: 22679-22683

    • DOI

      DOI: 10.1039/c7ra02752d

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Supramolecular Polymer of Near-Infrared Luminescent Porphyrin Glass2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiko Morisue,* Yuki Hoshino, Masaki Shimizu, Takayuki Nakanishi, Yasuchika Hasegawa, Md. Amran Hossain, Shinichi Sakurai, Sono Sasaki, Shinobu Uemura, Jun Matsui
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 50 ページ: 3186-3192

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.macromol.7b00316

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Tightly Stretched Ultralong Supramolecular Multiporphyrin Array Propagated by Double-Strand Formation2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiko Morisue,* Yuki Hoshino, Masaki Shimizu, Shinobu Uemura, Shinichi Sakurai
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 22 ページ: 13019-13022

    • DOI

      DOI: 10.1002/chem.201602968

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Group 14 Dithienometallole-Linked Ethynylene-Conjugated Porphyrin Dimers2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiko Morisue,* Yuki Hoshino, Masashi Nakamura, Takashi Yumura, Shinjiro Machida, Yousuke Ooyama, Masaki Shimizu, Joji Ohshita
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 55 ページ: 7432-7441

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.inorgchem.6b00667

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Porphyrin Glasses That Form Near-Infrared luminescent Excimer2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiko Morisue
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Polymeric Materials Based on Element-Block
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学
    • 年月日
      2017-01-18 – 2017-01-19
    • 国際学会
  • [学会発表] 二重鎖形成による巨大ポルフィリン超分子アレーの構築2016

    • 著者名/発表者名
      森末光彦, 星野佑紀, 清水正毅, 上村忍, 櫻井伸一
    • 学会等名
      第28回配位化合物の光化学討論会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-17
  • [学会発表] 近赤外エキシマー発光を示す共役ポルフィリンガラス2016

    • 著者名/発表者名
      森末光彦, 上野郁也, 清水正毅, 佐々木園, 櫻井伸一, 松井淳, 中西貴之, 長谷川靖哉
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] 四極子相互作用によるポルフィリンダイマーの構造制御2016

    • 著者名/発表者名
      上野郁也, 清水正毅, 大下浄治, 森末光彦
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] ポルフィリンが示す新規物性2016

    • 著者名/発表者名
      森末光彦
    • 学会等名
      西日本ナノシート研究会サマーキャンプ2016
    • 発表場所
      屋久島
    • 年月日
      2016-08-22 – 2016-08-24
  • [図書] 元素ブロック材料の創出と応用展開; 中條善樹監修2016

    • 著者名/発表者名
      森末光彦
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      シーエムシー
  • [産業財産権] 固体凝集状態で近赤外線発光を示すポルフィリンガラス2016

    • 発明者名
      森末光彦, 佐々木園, 中西貴之, 長谷川靖哉
    • 権利者名
      森末光彦, 佐々木園, 中西貴之, 長谷川靖哉
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-161750
    • 出願年月日
      2016-08-22

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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