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2017 年度 実績報告書

しなやかな構造変化を機能の鍵とするπ造形

公募研究

研究領域π造形科学: 電子と構造のダイナミズム制御による新機能創出
研究課題/領域番号 17H05155
研究機関大阪大学

研究代表者

武田 洋平  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (60608785)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワードメカノクロミズム / ねじれ / 立体配座 / 典型元素 / 熱活性化遅延蛍光 / 室温リン光 / 有機EL / ドナー・アクセプター
研究実績の概要

本研究では、前回参画した公募研究で得た知見を基に、構造的・電子的な「揺らぎ」がintrinsic、dynamic-π機能の鍵となる典型元素含有π電子共役分子を設計・創成する。さらに、領域内・外の研究チームとの積極的な共同研究を通じて、外部刺激に 応答して電子受容性や発光色をダイナミックに変化できるelastic-π機能の実現を目指している。
今年度は、代表者がこれまでに独自に開発してきた特異な構造を有する電子アクセプターを活用して、アルブレヒト健(A01班)および山本洋平(A02班)らと新規なドナー・アクセプター・ドナー型のデンドリマーを開発し、物性の調査を行った。球体、ファイバー状の異なる集合状態において外部刺激に対する発光特性変化が著しく異なることを見出した。山本洋平(A02班)らとの共同研究により、ジケトホスファニルポリマーの球体化に成功し、これらが「ささやきの回廊発光」を示すこと、ならびに近赤外発光を示すことを明らかに、共著論文として発表した。
また、新規なねじれ型D-A-D型π共役分子を設計、創成し、これらの発光クロミズム特性を明らかにした。「こする、加熱する」などの外部刺激に応じて発光特性が変化することが明らかとなり、これまでに代表が提唱してきた立体配座による発光特性制御に対する分子設計の一般性を示すことができた。また、酸や塩基蒸気に晒すことで可逆的に可視領域と近赤外領域での発光をスイッチングできることも見出した。また、ホスト材料を適宜選択することで、室温で遅延蛍光と室温リン光の両方が観測されることが新たにわかった。現在、デバイス材料への応用をイギリス、ポーランドとの国際共同研究で検討している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初予定していた通り、デンドリマーの発光特性について詳細に調査が進んでいる。ジケトホスファニル化合物の圧力に対するダイナミックな応答性については、実験系の組み立てに少し手間取っているが、議論は進んでいる。また、ねじれ型D-A-D分子のメカノクロミズム特性については、おおよその分子設計が確立しつつあり、今後も研究が順調に進むことが予想される。

今後の研究の推進方策

今年度は、前年度までに得られた知見を基に、ねじれ型D-A-D分子の有機EL材料への展開やジケトホスファニル分子の高分子化など、大きく展開を目指す。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 7件、 招待講演 8件)

  • [国際共同研究] Durham University/Newcastle University(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Durham University/Newcastle University
  • [国際共同研究] Silesian Technology University(ポーランド)

    • 国名
      ポーランド
    • 外国機関名
      Silesian Technology University
  • [国際共同研究] Freiburg University(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Freiburg University
  • [雑誌論文] FRET-mediated near infrared whispering gallery modes: studies on the relevance of intracavity energy transfer with Q-factors2018

    • 著者名/発表者名
      Oki Osamu、Kushida Soh、Mikosch Annabel、Hatanaka Kota、Takeda Youhei、Minakata Satoshi、Kuwabara Junpei、Kanbara Takaki、Dao Thang D.、Ishii Satoshi、Nagao Tadaaki、Kuehne Alexander J. C.、Deschler Felix、Friend Richard H.、Yamamoto Yohei
    • 雑誌名

      Materials Chemistry Frontiers

      巻: 2 ページ: 270~274

    • DOI

      10.1039/C7QM00498B

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An optical and electrical study of full thermally activated delayed fluorescent white organic light-emitting diodes2017

    • 著者名/発表者名
      Pereira Daniel de Sa、dos Santos Paloma L.、Ward Jonathan S.、Data Przemyslaw、Okazaki Masato、Takeda Youhei、Minakata Satoshi、Bryce Martin R.、Monkman Andrew P.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 6234/1~8

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06568-3

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 新奇反応が拓く次世代発光分子材料の創成と応用2018

    • 著者名/発表者名
      武田洋平
    • 学会等名
      岡山大学若手研究者育成事業 第1回講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Dibenzo[a,j]phenazines (DBPHZs): Useful Scaffold for Multifunctional Luminescent Materials in Optoelectonics2018

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      The 5th Workshop on Organic Electronics and Nanophotonics (WOREN 2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電子ドナーにリン原子架橋ユニットを有するD-A-D型ジベンゾフェナジンの構造ならびに外部刺激に対する発光特性変化2018

    • 著者名/発表者名
      開原崇仁,Higginbotham Heather, Data Przemyslaw, 武田洋平,南方聖司
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] ジベンゾフェナジンを電子アクセプターとするD-A-D-A型π共役マクロサイクルの物性と有機EL発光材料としての応用2018

    • 著者名/発表者名
      和泉彩香,Higginbotham Heather, Data Przemyslaw, 武田洋平,南方聖司
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] ジアザ[5]ヘリセンを電子アクセプターとするねじれ型D-A-Dπ共役分子の合成と物理化学的特性2018

    • 著者名/発表者名
      井狩優太,Bovenkerk Marcel, 武田洋平, Esser Birgit, 南方聖司
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] Dibenzo[a,j]phenazine-cored Perpendicularly Twisted Donor-Acceptor-Donor Systems as Value-added Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF) Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      The 10th China-Japan Joint Symposium on Functional Supramolecular Systems
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthetic Toolboxes for Constructing Donor-Acceptor-based Efficient TADF Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      XXIInd International Krutyn Summer School (IKSS2017) ~State of the Art in Organic-only TADF OLEDs. From Theory to Applications~
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dibenzo[a,j]phenazine: A Useful Building Block for Efficient and Value-added Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF) Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda, Masato Okazaki, Przemyslaw Data, Andrew P. Monkman, Satoshi Minakata
    • 学会等名
      17th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Physicochemical Properites of Phosphorus-Containing D-A-D Type Dibenzo[a,j]phenazines2017

    • 著者名/発表者名
      Takahito Kaihara, Youhei Takeda, Satoshi Minakata
    • 学会等名
      17th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Physicochemical Properties of D-A-D-A Type π-Conjugated Macrocycles employing Dibenzo[a,j]phenazines as Acceptors2017

    • 著者名/発表者名
      Saika Izumi, Youhei Takeda, Satoshi Minakata
    • 学会等名
      17th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] ビナフタレンジアミン類の酸化的変換反応開発を基軸とする「個性」溢れる発光性π共役分子の創成2017

    • 著者名/発表者名
      武田洋平
    • 学会等名
      第49回構造有機化学若手の会 夏の学校
    • 招待講演
  • [学会発表] リン原子をドナーユニットに有するD-A-D型ジベンゾ[a,j]フェナジン誘導体の合成と物理化学的性質2017

    • 著者名/発表者名
      開原崇仁, 武田洋平, 南方聖司
    • 学会等名
      第49回構造有機化学若手の会 夏の学校
  • [学会発表] 分子の捻れ・柔軟性を活用した発光性分子の創成2017

    • 著者名/発表者名
      武田洋平
    • 学会等名
      第6回 化学フロンティア研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] ジベンゾ[a,j]フェナジンをアクセプターに有するD-A-D-A型π共役マクロサイクルの合成・構造、及び物理化学的性質2017

    • 著者名/発表者名
      和泉彩香, 武田洋平, 南方聖司
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] メゾ位にヘテロ原子を含む新規ポルフィリノイドの合成2017

    • 著者名/発表者名
      大森裕土, 廣戸 聡, 武田洋平, 南方聖司, 忍久保洋
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] 圧力および温度に敏感な色変化を示すπ共役デンドリマー集合体2017

    • 著者名/発表者名
      中嶋紗英, アルブレヒト建, 武田洋平, 南方聖司, 山元公寿, 山本洋平
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
  • [学会発表] 芳香族アミン類の酸化的変換反応による熱活性化遅延蛍光分子の創成2017

    • 著者名/発表者名
      武田洋平
    • 学会等名
      ITbM/IGER Chemistry Workshop 2017
    • 招待講演
  • [学会発表] 新奇な酸化的分子変換反応が拓く次世代発光材料の創成2017

    • 著者名/発表者名
      武田洋平
    • 学会等名
      島津製作所 講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Dibenzo[a,j]phenazine-Cored Twisted Donor-Acceptor-Donor Triads as Value-Added Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF) Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Youhei Takeda
    • 学会等名
      4th International Symposium on π-System Figuration (German-Japanese Workshop Heidelberg)
    • 国際学会
  • [学会発表] ジベンゾ[a,j]フェナジンをアクセプターに有するD-A-D型π共役マクロサイクルの合成・構造および物理化学的特性2017

    • 著者名/発表者名
      和泉彩香, 武田洋平, 南方聖司
    • 学会等名
      第4回π造形科学若手研究会

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公開日: 2018-12-17  

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