ナノ集積構造制御に基づくオリゴピリジルの固体超分子発光材料の設計

基于纳米集成结构控制的寡吡啶固体超分子发光材料设计

基本信息

批准号：
15033220
负责人：
荒木孝二
金额：
$ 2.82万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

1.分子ナノ集積化で誘起されるtpy固体発光2,2':6',2"-テルピリジン(tpy)は、溶液中つまり単分子状態では発光を示さないが、板状結晶からΦ=0.2の強い青色発光を示すことを見出した(励起波長300nm)。溶液中では非蛍光性の分子が、結晶という組織化されたナノ集積構造を取ることで固体発光を示すという報告は非常に少なく、tpyの系は特異な例である。2.ナノ集積様式に依存するtpy固体発光特性Tpyは固相で、アモルファス、針状結晶、板状結晶という異なるナノ集積構造をとった。このうち板状結晶のみが強い青色発光を示し、アモルファスと針状結晶からの発光はほとんど見られなかった(Φ<0.01)ことから、ナノ集積様式が固体発光特性に大きく影響することが明らかとなった。それぞれの結晶中でtpy分子は異なるコンホメーションを取っており、さらに分子軌道計算から、光励起状態特性が異なることが示唆された。また、針状結晶には多分子間相互作用の可能なπ平面のカラム状配列が見られたが、板状結晶では、πスタック二分子ユニットが互いに直交しており、多分子間相互作用の効果は小さいと予想された。3.ナノ集積構造制御による固体発光スイッチングヘキサンからの再結晶条件を検討した結果、板状結晶(強発光性)と針状結晶(非発光性)とを相互変換する条件を確立した。さらにこの再結晶プロセスを繰り返すことで、tpy固体発光の可逆的on-offスイッチングに成功した。以上1〜3の成果は、ナノ集積構造と固体発光特性との密接な関与を証明しており、さらにナノ集積構造制御という方法論が、蛍光性有機分子で従来行われてきた分子修飾の手法に加え、固体超分子発光材料の開発に有用な指針となることを明らかにできた。

1。由分子纳米整合诱导的TPY固态发射2,2'：6'，2“ - 吡啶（TPY）不会在溶液中发光，即在单分子状态下，但发现从平板状的晶体（激发波长）中，φ= 0.2的强蓝= 0.2的强烈蓝色发射很少见：300 nm：300 nm）。通过采用有组织的纳米综合结构，溶液中的发射是一个独特的例子。观察到无定形和针状晶体（φ<0.01），并且发现纳米集成模式对每个晶体中的固态发光都有很大的影响。此外，分子轨道计算表明光激发状态特征不同。此外，轴向晶体具有π平面的柱状排列，可实现多分子相互作用，但是在板状晶体中，π堆栈双分子单元彼此正交，并且预计多分子相互作用的效果将很小。 3。考虑到通过纳米整合结构控制从固态发光切换己烷的重结晶条件，建立了条件，以在板状晶体（强发光）和针状晶体（非发光）之间转换。此外，通过重复此重结晶过程，TPY固态发光的可逆开关切换成功。以上结果1至3证明了纳米集成结构和固态发光性能之间的密切参与，而且很明显，除了用于开发固体超分子发光材料的纳米整合结构控制的方法论，这是用于荧光型荧光有机分子的常规分子修饰方法的有用指南。