結晶工学に基づくフォトクロミック結晶のナノ構造と反応の制御

基于晶体工程的光致变色晶体纳米结构与反应控制

基本信息

批准号：
16685014
负责人：
小畠誠也
金额：
$ 13.4万
依托单位：
Osaka City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

光によって可逆的に構造変化を起こし色の変わる物質は、光機能性材料としてフォトニクス分野やエレクトロニクス分野などへの応用が期待できる。ジアリールエテンは結晶状態においても熱的に安定なフォトクロミズムを示す。これまでにジアリールエテン結晶のフォトクロミズムに関する研究を展開してきた。本年度は、(1)蛍光変化などの固体物性の可逆な変化、(2)偏光照射により反応制御可能な分子材料および結晶材料の合成と反応制御について検討した。蛍光変化などの固体物性の可逆な変化昨年度に引き続き蛍光特性の可逆な変化について検討した。蛍光性のジアリールエテン結晶と蛍光性のないジアリールエテンとの混晶を作製し、フォトクロミック反応挙動および蛍光特性について検討した。その結果、蛍光性を持たないジアリールエテンが数%含んだ混晶において蛍光を大きなクエンチングが確認された。混晶の形成はHPLCおよび単結晶構造解析によって行い、分子が置き換わって入っていることが構造解析の結果から明らかになった。偏光照射により反応制御可能な分子材料および結晶材料の合成と反応制御偏光照射によりフォトクロミック反応が制御可能な分子の合成を行った。2種類の異なるジアリールエテンが直交するダイマーを設計し合成した。2種類のダイマーを合成したが、溶液中ではフォトクロミック反応するが、結晶状態では一方の分子のみが反応していることが明らかになった。反応性と分子構造の関係を明らかにするために、X線構造解析を行った。その結果、片方の分子はフォトクロミック反応可能なコンフォメーションであるが、もう一方の分子はフォトクロミック反応ができないコンフォメーションであった。このことから、結晶内での分子の構造が重要であることが明らかとなった。

当暴露在光下时发生可逆结构变化并改变颜色的物质有望用作光子学和电子领域的光学功能材料。二芳基乙烯即使在结晶状态下也表现出热稳定的光致变色性。到目前为止，我们已经对二芳基乙烯晶体的光致变色进行了研究。今年，我们研究了（1）固态物理性质的可逆变化，例如荧光变化，以及（2）可以通过偏振光照射控制反应的分子和晶体材料的合成和反应控制。荧光变化等固态物理性质的可逆变化继去年之后，我们研究了荧光性质的可逆变化。我们制备了荧光二芳基乙烯晶体和非荧光二芳基乙烯晶体的混合晶体，并研究了它们的光致变色反应行为和荧光性能。结果，在含有百分之几的不具有荧光的二芳基乙烯的混合晶体中，确认了荧光的显着猝灭。通过HPLC和单晶结构分析确定混晶的形成，结构分析结果表明分子被取代。可以通过偏振光照射控制反应的分子和晶体材料的合成以及反应控制我们合成了可以通过偏振光照射控制光致变色反应的分子。我们设计并合成了一种二聚体，其中两个不同的二芳基乙烯是正交的。合成了两种类型的二聚体，结果表明，尽管它们在溶液中发生光致变色反应，但只有一种分子在结晶状态下发生反应。进行X射线结构分析以阐明反应性和分子结构之间的关系。结果，一个分子处于允许光致变色反应的构象，而另一个分子处于无法进行光致变色反应的构象。这表明晶体内的分子结构很重要。