光応答性部位の相乗効果により高い光スイッチング特性を発現するプロトン伝導体の構築

由于光响应位点的协同效应，构建具有高光开关特性的质子导体

基本信息

批准号：
22K20555
负责人：
青木健太郎
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、複合的に光応答性部位を導入した金属錯体を開発し、光応答性部位の協奏的作用を誘起することで高いイオン伝導度スイッチング材料を創成する。さらに、光応答性部位の選択的な異性化反応による対照実験や光照射下のオペランド測定からスイッチング機構を多角的に検討・解明することで、高いオン・オフ比を示す光誘起イオンスイッチング材料の設計指針を確立することを目的としている。今年度は、構造変化とpKa変化を誘起する光応答性部位を導入した配位子を鉄イオンと反応させて金属錯体を合成し、この錯体の光照射前の構造を明らかとした。この錯体の光応答性部位の異性化波長を同定したのち、298 Kにおける光照射前後のプロトン伝導度変化を検討した。その結果、二つの光応答性部位の一方のみを異性化させた際のイオン伝導度のオン・オフ比は2.5および10^2と低い一方で、二つの光応答性部位を同時に異性化させることで協奏的な作用が誘起され、10^5に至る高いオン・オフ比を示すことが分かった。さらに、このイオン伝導度のスイッチングは光照射のオン・オフに対して可逆的に応答することを明らかとした。また、スイッチング機構解明を志向して二つの光応答性部位を逐次的に異性化させる過程で、二つの光応答性部位はともに異性化しているものの、10^5のオン・オフ比を示す相とは異なる結晶構造を有し、イオン伝導度のオン・オフ比が500程度の中間相を見出した。この相は異性化波長の光照射強度を上げることで10^5のオン・オフ比を示す相に転移する中間相であることを見出した。さらに、二つの光応答性部位の異性化波長の照射強度を系統的に変化させた際の構造相転移挙動を解明した。

在这项研究中，开发了一种以复杂方式引入光学响应位点的金属复合物，并通过诱导光学响应位点的一致效应来创建高离子电量转换材料。此外，通过从光学异质反应的光学测试和摄影下的Opera测量中繁殖和阐明开关机理，光线开关材料显示出高 /关的比例。今年，引入了诱导结构变化和PKA变化的光学响应部分的配体与铁离子反应以合成金属络合物，从而在该复合物的光照射之前揭示了结构。在鉴定了复合物的光学反应部分的异质波长之后，检查了298 K中光辐照之前和之后的质子导体的变化。结果，当仅两个光学响应零件中的一个是2.5和10^2时，离子电导率的ON -OFF比率是同时诱导协奏曲效应的两个光学响应零件。，表明较高的ON -OF -OF -OFF率至10^5。此外，该离子导体的转换反向辐射开 /关。另外，在转换两个光学响应零件以阐明开关机制的过程中，两个光学响应零件都相反，但10^5 ON -ON -ON -ON -ON比率具有不同的晶体结构。离子导体ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON比率约为500。该阶段发现异性恋的异性化波长是一个中间阶段，它通过增加光照射强度来显示10^5 ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -ON -OF次化性均匀性。此外，系统改变了两个光响应部分的异质波长的辐照强度时的结构相变行为。