D-π-A型蛍光性色素のメカノフルオロクロミズム

keywords.jpgD-π-A型蛍光性色素,固体蛍光発光,メカノフルオロクロミズム,書き込み・消去型発光表示デバイス,色材 

大山 陽介 

YOUSUKE OOYAMA

division.jpg工学研究院 物質化学工学部門 応用化学講座

position.jpg准教授

研究概要

研究の背景

外部刺激(摩砕⇔加熱)によって可逆的に色素の固体発光性を調整する技術を確立できれば、エポックメイキングな動的発光性分子材料・デバイスの創出に寄与するものと期待できる。しかしながら、外部刺激によって蛍光性色素の結晶構造(分子配列・配向性)を可逆的に制御し、それに伴う固体蛍光発光性の変化(メカノフルオロクロミズム:MFC)を達成した例は極めて少なく、このような動的固体発光性の詳細なメカニズムはほとんど分かっていない。

研究内容

本研究者は新規に開発したD-π-A型蛍光性色素の結晶が磨砕⇔加熱によって可逆的に色調だけでなく蛍光発光色をも変化させることを初めて見出し本現象をメカノフルオロクロミズム(MFC)と名付けて提案した。本MFC特性は結晶構造とアモルファス状態間での双極子間相互作用や分子間π-π相互作用の可逆的な変化に起因していることを明らかにした。

成果

本研究者は一連のD-π-A型蛍光性色素についてMFC特性の有無を調査し、MFC特性の発現には大きな双極子モーメントを有するD-π-A型の色素構造が必要であると結論付け、MFC色素創製の分子設計指針を初めて提案した。本MFCの発見は、外部刺激による動的有機固体発光化学分野の開拓や動的発光性分子材料・デバイスの創出を図るうえで重要であり、世界的に注目されている。

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

D-π-A型蛍光性色素のメカノフルオロクロミズム特性を利用して、磨砕⇔熱による可逆的な色調と蛍光発光色の変化を示す視野特性と耐久性に優れた書き込み・消去型発光表示デバイス(テレビ、携帯、カーナビなど)の開発が期待される。

本研究の特徴・優位性

本研究の特徴・優位性はD-π-A型メカノフルオロクロミック色素の分子設計指針を確立し、そのMFCのメカニズムの解明と制御を基礎的に追究することで、光化学分野における新しい学術領域(動的有機固体発光化学分野)を創成し、書き込み・消去型発光表示素子などのエポックメイキングな分子性発光材料・デバイスの創製を図るところにある。

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1)Eur. J. Org. Chem., 2009, 31, 5321-5326 (Cover Picture of Issue 31, 2009), 2)J. Mater. Chem., 2011, 21, 8372-8380・1)中国電力技術研究財団 研究奨励賞, 2)有機合成化学協会 日産化学工業研究企画賞, 3)広島大学産学連携若手研究者支援プログラム 優秀賞, 4)日本化学会 若い世代の特別講演会講演者特別講演賞, 5)広島銀行 大学研究者助成事業表彰, 6)宇部興産学術振興財団 学術奨励賞, 7)有機電子移動化学研究会 有機電子移動化学奨励賞, 8)色材協会研究発表会 最優秀講演賞, 9)有機合成化学協会中国四国支部奨励賞, 10)有機合成化学協会 DIC研究企画賞

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