超微小な粘度を蛍光寿命で定量できる「羽ばたく分子」の開発と光科学技術への展開

利用荧光寿命定量超细粘度的“扑动分子”的开发及其在光学科学技术中的应用

基本信息

批准号：
22KJ1712
负责人：
木村僚
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

研究内容1．縮環様式が異なる羽ばたくペリレンビスイミドの光物性報告者は修士課程においてペリレンイミドを「羽」にもつ粘度応答型羽ばたき分子、FLAP1を独自に開発してきた。今年度、FLAP1とはシクロオクタテトラエン(COT)との縮環様式が異なる新たな羽ばたく分子FLAP2を合成した。本合成過程には、報告者が独自に開発した鍵前駆体に加え、マイクロ波加熱を併用することにより、高収率・短時間での合成を可能にした。FLAP1はトルエン中で弱い橙色蛍光を示したのに対し、FLAP2は強い緑色蛍光を示した。さらに、溶媒の極性が高くなると、蛍光量子収率が著しく低下し、蛍光寿命が短くなる性質をもつ。対応するペリレンビスイミドモノマーではそのような現象は見られず、溶媒に依存せず常に強い蛍光を示すため、この現象はFLAP2に独特である。超高速分光の専門家との研究を行った結果、励起状態で非常に速い速度で電子移動が起きているおり、無輻射失活(発光せず基底状態に戻ること)していることが明らかにした。現在は超高速分光の専門家と共に論文執筆中である。研究内容2．強い会合挙動を示す羽ばたくペリレンビスイミドの会合挙動評価FLAP2はかさ高い置換基を導入することで、分子同士の相互作用を阻害し、溶媒中における単分子物性を評価することに適した骨格であった。一方、長いアルキル鎖を用いることで溶解性を維持しつつ分子同士の会合挙動を観測できると期待された。この目的の元、合成されたFLAP3は狙い通り、メチルシクロヘキサン中で会合し、温度や濃度に応じて吸収スペクトルを変化させる。時間とともに溶液中の粒子径が増大することも強い会合挙動を示唆する結果となった。対応するPBIモノマーと比較したところ、会合定数は5000倍以上であり、会合の強さが定量的に証明された。今後は会合の様式や励起状態のダイナミクスを調べる予定である。

研究内容1.不同环缩合模式扑动苝双酰亚胺的光学性质作者在硕士期间自主研发了一种以苝酰亚胺为翅膀的粘度响应型扑动分子FLAP1。今年，我们合成了一种新的扑动分子FLAP2，其与环辛四烯（COT）的环稠合结构与FLAP1不同。在该合成过程中，除了我们自主开发的关键前体之外，我们还使用了微波加热，使得高产率和短时间的合成成为可能。 FLAP1在甲苯中显示弱橙色荧光，而FLAP2显示强绿色荧光。另外，如果溶剂的极性变高，则荧光量子收率显着降低，荧光寿命容易变短。这种现象是FLAP2所独有的，因为相应的苝双酰亚胺单体不会表现出这种现象，并且无论溶剂如何，总是表现出强荧光。超高速光谱学专家的研究结果表明，在激发态下电子转移速度极快，并且存在非辐射失活（返回基态而不发光）。成功了。他目前正在与超快光谱学专家一起撰写一篇论文。研究内容2.具有强缔合行为的扑动苝双酰亚胺的缔合行为评估 FLAP2 是一种适合通过引入大体积取代基来抑制分子间相互作用来评估溶剂中单分子物理性质的框架。另一方面，预计通过使用长烷基链，可以在保持溶解度的同时观察分子之间的缔合行为。为此，在甲基环己烷中合成并组装了 FLAP3，根据温度和浓度改变其吸收光谱。溶液中颗粒尺寸随时间的增加也表明了强烈的缔合行为。与相应的PBI单体相比，缔合常数高出5000倍以上，定量地证明了缔合的强度。未来，我们计划研究关联模式和激发态的动力学。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

V字型ペリレンビスイミド二量体の会合と刺激応答

V型苝双酰亚胺二聚体的缔合和刺激反应

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jianeng Xu;Benjamin Le Oauy;Ryo Ohtani;Masaaki Ohba;木村僚・齊藤尚平
通讯作者：
木村僚・齊藤尚平

Viscosity probing function of flapping fluorophores and their optical properties in a nematic liquid crystal

向列液晶中扑动荧光团的粘度探测功能及其光学特性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryo Kimura;Hidetsugu Kitakado;Hiroyuki Yoshida;Shohei Saito
通讯作者：
Shohei Saito

高密度共役システムを志向したV字型ペリレンビスイミド二量体の刺激応答解析

V型苝双酰亚胺二聚体对高密度共轭体系的刺激响应分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
鄭樹基;鈴木孝紀;石垣侑祐;木村僚・齊藤尚平
通讯作者：
木村僚・齊藤尚平

刺激応答高密度共役システムを志向したV字型ペリレンビスイミド二量体の開発と会合挙動の解析

针对刺激响应致密共轭体系的V型苝双酰亚胺二聚体的研制及缔合行为分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Keita Kawahara;Hiroki Miura;Kiyoshi Miyata;Ken Onda;Ryo Ohtani;Masaaki Ohba;木村僚・齊藤尚平
通讯作者：
木村僚・齊藤尚平

ネマチック液晶に分散させた蛍光粘度プローブの挙動解析

荧光粘度探针分散在向列液晶中的行为分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kenta Sasaki;Hitomi Yamate;Hiroki Miura;Haruka Yoshino and Masaaki Ohba;木村僚・北鹿渡秀嗣・山角拓也・吉田浩之・齊藤尚平
通讯作者：
木村僚・北鹿渡秀嗣・山角拓也・吉田浩之・齊藤尚平