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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Developments and Applications of Nonlinear Photoresponsive Photochromic Materials

Research Project

Project/Area Number 15K17846
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

小林 洋一  立命館大学, 生命科学部, 准教授 (10722796)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywordsフォトクロミズム / 二光子過程 / アップコンバージョン / 高励起状態 / ビラジカル / キノイド
Outline of Annual Research Achievements

紫外光照射により着色し、数マイクロ秒から数百ミリ秒で完全消色する架橋型イミダゾール二量体の高速フォトクロミズムは、ホログラム材料や蛍光スイッチ材料など、様々な分野で応用が期待されている。本研究課題では、長波長の光を短波長に変換するアップコンバージョン技術を用いることにより、可視領域の安価な連続光源で高速フォトクロミズムを示す材料を創出し、さらに励起光強度によってフォトクロミズム特性が変わる材料を創出することを目的としている。
平成29年度は、青山学院大学から立命館大学に異動したこともあり、これまでの反応系の更なる拡張と、新しい化合物、反応系の探索を行った。これまでに開発したビラジカル-キノイド互変異性過程を活用した高速フォトクロミズムでは(J. Am. Chem. Soc., 2015, 137(17), 5674-5677.)、弱い紫外LED光で励起した際は一光子反応が進行してビラジカルの生成により青緑色になり、数十ミリ秒以内に消色するフォトクロミズムを示す一方、励起光強度を強くすると深青色のキノイド構造になる非線形フォトクロミック反応を報告している。これまでは二つのフォトクロミック化合物を連結した化合物系について検討してきた一方、今年度はフォトクロミック化合物と逆フォトクロミック化合物とを連結した新しい非線形フォトクロミック化合物の開発に成功した(J. Am. Chem. Soc., 2018, 140(3), 1091-1097.)。逆フォトクロミック化合物を組み合わせることにより、可視光で非線形的にフォトクロミック反応を誘起でき、可視光非線形フォトクロミック材料開発の重要な知見を得た。新しい化合物系としては、申請書に記載してきたコロイド無機ナノ結晶と有機化合物を組み合わせた反応系や有機ナノ構造体を用いた光化学反応系の探索を行ってきた。

  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Structurally and electronically modulated spin interaction of transient biradicals in two photon-gated stepwise photochromism2018

    • Author(s)
      Izumi Yonekawa, Katsuya Mutoh, Yoichi Kobayashi and Jiro Abe
    • Journal Title

      Photochemical & Photobiological Sciences

      Volume: 17 Pages: 290-301

    • DOI

      10.1039/C7PP00420F

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Durian-Shaped CdS@ZnSe Core@Mesoporous-Shell Nanoparticles for Enhanced and Sustainable Photocatalytic Hydrogen Evolution2018

    • Author(s)
      Zichao Lian, Masanori Sakamoto, Yoichi Kobayashi, Naoto Tamai, Jun Ma, Tsuneaki Sakurai, Shu Seki, Tatsuo Nakagawa, Mingwei Lai, Mitsutaka Haruta, Hiroki Kurata, and Toshiharu Teranishi
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 9 Pages: 2212-2217

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.8b00789

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stepwise two-photon absorption processes utilizing photochromic reactions2018

    • Author(s)
      Yoichi Kobayashi, Katsuya Mutoh and Jiro Abe
    • Journal Title

      Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews

      Volume: 34 Pages: 2-28

    • DOI

      10.1016/j.jphotochemrev.2017.12.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intensity-dependent photoresponse of biphotochromic molecule composed of a negative and a positive photochromic Units2017

    • Author(s)
      Izumi Yonekawa, Katsuya Mutoh, Yoichi Kobayashi and Jiro Abe
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 140 Pages: 1091-1097

    • DOI

      10.1021/jacs.7b11673

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A simple and versatile strategy for rapid color fading and intense coloration of photochromic naphthopyran families2017

    • Author(s)
      Yuki Inagaki, Yoichi Kobayashi, Katsuya Mutoh and Jiro Abe
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 139 Pages: 13429-13441

    • DOI

      10.1021/jacs.7b06293

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Syntheses and Optical Properties of Porphyrin-Coordinated CdS Nanocrystals2018

    • Author(s)
      Takuma Uno, Naoto Tamai, Yoichi Kobayashi
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
  • [Presentation] Syntheses and Optical Properties of Nanofibers Composed of Perylene-Substituted Lophine Derivatives2018

    • Author(s)
      Ryosuke Usui, Sadahiro Masuo, Naoto Tamai, Yoichi Kobayashi
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
  • [Presentation] Stepwise Two-Photon Photochromic Molecules toward Realization of Photosynergetic Effects2018

    • Author(s)
      Yoichi Kobayashi
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
    • Invited
  • [Presentation] 高速フォトクロミズムを用いた高次複合光応答システムの構築2017

    • Author(s)
      小林洋一、武藤克也、阿部二朗
    • Organizer
      第15回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
  • [Remarks] Publications: 光機能物理化学研究室

    • URL

      http://www.ritsumei.ac.jp/lifescience/achem/kbys/contact.html

URL: 

Published: 2018-12-17  

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