外部刺激に応答して機能変化するπ共役系液晶材料の構築

构建其功能响应外部刺激而变化的π共轭液晶材料

基本信息

批准号：
13J10344
负责人：
三谷真人
金额：
$ 1.73万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J10344/
关键词：
液晶刺激応答性発光材料オリゴチオフェンイオン液体

项目摘要

有機分子の発光特性や電気伝導特性などの光・電子機能性はπ共役部位の集積状態に依存して大きく変化する。そのため外部刺激を印加することで分子の集合構造変化を誘起することができれば、分子集合体が有する光・電子機能性も同時に変換することが可能になると考えられる。このような刺激応答性を有する発光材料はメモリーやセンサーとしての応用が期待され、近年盛んに研究が行われている。本研究では液晶が有する動的な性質に着目し、機械的刺激の印加や化合物の添加により集合構造を変化させ、光・電子機能性が変化する液晶材料の開発を目指している。前年度に得られた、新しい設計に基づき合成した液晶の分子構造と刺激応答性の関係や発光特性の評価を行った。これらの液晶は機械的刺激とそれに続く室温静置により可逆的な発光色変化を示したが、示差走査熱量測定により機械的刺激印加後の液晶相の方が不安定であることが示された。発光寿命測定の結果、機械的刺激の印加による発光色の変化は発光部位のエキシマー形成阻害により誘起されていることが示唆された。発光色の回復時間はπ共役部位およびアルキル鎖の設計により調節可能であることが分かった。これらの知見は刺激応答性液晶の分子設計指針を与え、更なる機能開発につながるものと考えられる。またイオン液体の添加によりπ共役部位周辺の環境を変化させ、発光色を調節する新しい発光性ナノ相分離液晶の開発を行った。設計・合成した両親媒性π共役分子は単独でカラムナー液晶相を発現し水色発光を示したが、イオン液体の導入により発光色が青緑色へと変化した。イオン液体が化合物の親水部位と相互作用し液晶相を安定化していることを明らかにした。カラム内部に組織化したイオン液体が発光部位と相互作用し発光色が変化したと考えられる。これらの結果は発光性液晶の集合構造と光機能を動的に制御する新しい手法の開発につながるものと考えられる。

有机分子的光发射和电导率特性差异很大，具体取决于π-结合位点的积累状态。因此，如果可以应用外部刺激来诱导分子组装结构的变化，则认为可以同时转换分子组件的光电极功能。这种刺激反应发光的材料有望用作记忆和传感器，并且近年来进行了研究。这项研究的重点是液晶的动态特性，旨在开发液晶材料，通过应用机械刺激和添加化合物来改变装配结构，从而改变光学和电子功能。我们根据上一年获得的新设计与发光特性评估了分子结构和刺激响应之间的关系。这些液体晶体由于机械刺激而导致可逆的颜色变化，然后进行室温，但是差异扫描量热法表明，施加机械刺激后的液晶相更加不稳定。发光寿命测量表明，通过抑制发光位点上的准分子形成引起了由机械刺激的应用引起的发光颜色的变化。通过设计π共轭位点和烷基链的设计，发现发光颜色的恢复时间可调节。这些发现为刺激反应性液晶的分子设计提供了指南，并被认为会导致进一步的功能发展。此外，开发了一种新的发光纳米发光分离液晶，以通过添加离子液体并调节发光颜色来改变π结合位点周围的环境。设计和合成的两亲性π共轭分子单独表示柱状液晶相并显示浅蓝色发射，但是在引入离子液体时，发光颜色变为蓝绿色。据显示，离子液体与化合物的亲水位点相互作用以稳定液晶相。据认为，色谱柱内部组织的离子液体与发光位点相互作用，发光颜色发生了变化。这些结果被认为导致开发新方法，以动态控制发光液晶的装配结构和光学功能。

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Liquid-Crystalline Oligothiophenes and their Mechanochromic Luminescence at Ambient Temperature

液晶低聚噻吩及其在环境温度下的力致变色发光

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
三谷真人;山根祥吾;吉尾正史;加藤隆史
通讯作者：
加藤隆史

Adolphe Merkle Institute/University of Fribourg(Switzerland)

阿道夫默克尔研究所/弗里堡大学（瑞士）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Mechanoresponsive liquid crystals exhibiting reversible luminescent color changes at ambient temperature

DOI：
10.1039/c5tc03578c
发表时间：
2016-01-01
期刊：
JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C
影响因子：
6.4
作者：
Mitani, Masato;Ogata, Shuhei;Kato, Takashi
通讯作者：
Kato, Takashi

Mechanoresponsive Luminescent Molecular Assemblies: An Emerging Class of Materials

DOI：
10.1002/adma.201502589
发表时间：
2016-02-10
期刊：
ADVANCED MATERIALS
影响因子：
29.4
作者：
Sagara, Yoshimitsu;Yamane, Shogo;Kato, Takashi
通讯作者：
Kato, Takashi

機械的刺激応答性を有するオリゴチオフェン誘導体の開発：室温における可逆的発光色変化

开发对机械刺激敏感的低聚噻吩衍生物：室温下可逆的发光颜色变化

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
三谷真人;山根祥吾;吉尾正史;加藤隆史
通讯作者：
加藤隆史

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