スピロピランのナノ結晶化による結晶フォトクロミズム発現と材料展開

螺吡喃纳米晶化的晶体光致变色表现和材料开发

• 批准号: 12J08131
• 负责人: 田川 典生
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J08131/
• 关键词: フォトクロミズム; 有機ナノ結晶; スピロピラン; 再沈法

当該研究課題について平成24年度には、スピロピラン化合物を用いたナノ結晶の作製と、その構造・物性評価によるフォトクロミズム機構の詳細な検討を行った。具体的にはまず、スピロピラン化合物の選定と再沈法によるナノ結晶の作製を行った。各種条件検討により、良好なスピロピランナノ結晶を得ることに成功した。また、作製したスピロピランによるナノ結晶はフォトクロミズム、つまり紫外光・可視光の交互照射により可逆的な色調変化を示すことを見出した。この研究成果は、1.スピロピランの良好なナノ結晶を得る方法を開発したこと、2.スピロピランの室温かつ固体状態でのフォトクロミズムを見出したこと、の大きく2点で意義深い。1.については、良好かつ結晶化度の高いナノ結晶を得ることでナノサイズにおける基礎科学な物性の解明が可能となるとともに、集積化等により新たな材料展開を可能とした。2.については、スピロピランが室温かつ固体状態にてフォトクロミズムを示す初めての例であり、特に興味深い成果である。一般的にスピロピランは固体状態ではフォトクロミズムを示さないと考えられている。これまでに、特異な分子設計、液体窒素以下の低温、レーザー光等により固体状態でのフォトクロミズムを達成した例はあるが、材料展開を考えた場合は十分とは言えない。本課題において作製したスピロピランナノ結晶は、そのフォトクロミック特性と材料加工の観点で、材料展開へ大きな期待を持つことができる。本年度の研究成果は、スピロピランのナノサイズにおけるフォトクロミズム機構の詳細解明を可能とするとともに、新たな応用展開を可能とする点でとても有意義かつ興味深い。また、幅広い波及効果も期待できる。

关于这个研究课题，2012年，我们通过使用螺吡喃化合物创建纳米晶体并评估其结构和物理性质，对光致变色机制进行了详细研究。具体来说，首先，他们选择了螺吡喃化合物，并使用再沉淀法生产了纳米晶体。通过检查各种条件，我们成功获得了良好的螺吡喃纳米晶体。他们还发现，他们制造的螺吡喃纳米晶体表现出光致变色现象，即当紫外线和可见光交替照射时，会发生可逆的颜色变化。这项研究的结果具有重要意义，主要有两个原因：1.我们开发了一种获得良好螺吡喃纳米晶体的方法，2.我们发现了室温下固态螺吡喃的光致变色现象。 1.通过获得质量好、结晶度高的纳米晶体，使阐明纳米尺度的基本科学物理性质成为可能，也使通过集成等方式开发新材料成为可能。关于2.，这是螺吡喃在室温和固态下表现出光致变色的第一个例子，并且是一个特别有趣的结果。一般认为，螺吡喃在固态下不表现出光致变色现象。到目前为止，已经有利用独特的分子设计、低于液氮的低温、激光等在固态下实现光致变色的例子，但在考虑材料开发时这还不能说是足够的。该项目生产的螺吡喃纳米晶体在光致变色性能和材料加工方面具有广阔的材料开发前景。今年的研究成果非常有意义和有趣，因为它们能够详细阐明螺吡喃的纳米级光致变色机理，并实现新的应用开发。我们还可以预期会产生广泛的连锁反应。