有機共役π電子系を用いた新規ナノ構造の構築

使用有机共轭 π 电子系统构建新型纳米结构

• 批准号: 09J07484
• 负责人: 山川 純
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J07484/
• 关键词: ナノ構造体; 有機π共役系分子; 会合誘起増強発光挙動(AIEE); 自己集積; 液晶

近年、ナノスケールの構造体に関する研究がマテリアルサイエンスの分野において注目を集めている。ナノ構造体の創出法の一つに、水素結合、配位結合、π-π相互作用、ファンデルワールス相互作用などの非共有結合性の分子間相互作用を用いて、複数の分子を秩序だって集合させるボトムアップ型の超分子化学的な手法が挙げられる。高次構造と機能性を有するナノ集積体は大きな比表面積、小さなサイズ、および規則正しく並んだ分子配列を有しているので、分子単体では示されないような新しい物性の発現や分子デバイスへの応用も期待される。本研究では長鎖アルコキシ基と各種官能基を導入したC_<2v>対称トリフェニレン誘導体を設計・合成し、「分子の構造と電子的性質が超分子構造体のモルフォロジーおよび物性にどのように反映されるか」という事柄について実験的な調査を行った。合成に成功したトリフェニレン誘導体の自己集積能について調べたところ、リボンやリング、チューブといった多様な形状を示すナノ構造体を形成することを明らかにした。また、理論計算や熱分析により、分子の構造や電子的性質が自己集積能に与える影響についての評価も合わせて行った。そして、有機π共役系化合物は通常、固体状態ではπ-π相互作用などの分子間相互作用によって蛍光が消光してしまうが、シアノ基を有するトリフェニレン誘導体がナノ構造体は溶液状態よりも強い発光挙動を示すことを明らかにした。電子スペクトルやX線回折による測定を行うことで固体での増強発光挙動が誘起されるメカニズムについて考察を行い、アルキル鎖同士の相互作用により振動失活が抑制されることが考えられた。

近年来，对纳米级结构的研究引起了材料科学领域的关注。一种创建纳米结构的方法是一种自下而上的超分子化学技术，其中使用非共价分子间相互作用（例如氢键，配位键，π-π相互作用）和范德尔（Van der Waals）相互作用，以一种顺序收集多个分子。具有高阶结构和功能的纳米积体剂具有较大的特定表面积，小尺寸和常规分子排列，并有望形成新的物理特性，这些物理特性仅由分子无法显示，并且要应用于分子设备。在这项研究中，我们设计和合成了C_ <2v>对称三苯基衍生物，这些衍生物结合了长链烷基烷基和各种官能团，并就分子的结构和电子特性如何在超肉质结构的形态学和物理性质中反映了实验研究。当我们研究已成功合成的三苯基衍生物的自组装能力时，发现它们形成了表现出各种形状的纳米结构，例如丝带，环和管。另外，理论计算和热分析还评估了分子结构和电子特性对自组装能力的影响。据透露，在固态下，通常会被类分子间相互作用（例如π-π相互作用）淬灭有机π偶联化合物的荧光，但是与溶液状态相比，具有Cyano群的三苯基衍生物具有更强的发光行为。我们已经讨论了通过电子光谱和X射线衍射测量诱导固态发射行为增强的机制，并且认为由于烷基链之间的相互作用，可以抑制振动失活。

项目成果

有機パイ電子系を用いるナノ集積体の構築

使用有机π电子系统构建纳米组件

• 发表时间: 2009
• 期刊: 化学工業 60
• 作者: 山川純;伊與田正彦
• 通讯作者: 伊與田正彦