Development and mechanism elucidation of thermostable transparent room temperature phosphorescent polymers based on high pressure-induced change in emission spectrum

2022年度（計画２年目）は，室温・大気中のみならず，極端条件（低温や高圧下）においてPIDL現象を観測するための装置設計と構築を行った．また，紫外光連続照射誘起の長寿命室温遅延燐光現象（PIDL）における発光性分子と局所的な酸素濃度の関係を明らかにするため，酸素透過能の異なる複数の高分子マトリックス（PMMA，ポリスチレン，シクロオレフィンポリマー）を用いた試料作成と観測を行うとともに，蛍光・燐光の発光寿命や極低温での発光スペクトルなど種々の観測結果を総合して，PIDL現象の光物理過程のモデル構築に成功した．このモデルにおいて個々の光物理過程を対応する微分方程式（反応速度式）で記述し，それらを連立してMatLabによる数値シミュレーションを行った結果，実測の結果と極めて良い一致をみた．このことからPIDL現象の全貌を明らかにすることが可能となった．極低温においては，イミド化合物の分子運動とともに酸素分子の拡散も抑制されるため，室温では数分であった誘導時間が大幅に短縮したことから，一重項酸素分子の分子マトリックス中での拡散挙動に関する知見を得ることが可能である．また，含臭素イミド化合物・ポリイミドで観測された圧力誘起発光増強現象（PIEE）が，他の重元素（塩素，ヨウ素，硫黄等）を導入したイミド化合物およびポリイミドでも生ずるかを明らかにするため，新規の含ヨウ素・含硫黄化合物を合成して，特にチアンスレン基とチオフェンを有する新規のイミド化合物で，ストークスシフトの大きな室温燐光発光を観測した．

2022年度（計画２年目）は，室温・大気中のみならず，極端条件（低温や高圧下）においてPIDL現象を観測するための装置設計と構築を行った．また，紫外光連続照射誘起の長寿命室温遅延燐光現象（PIDL）における発光性分子と局所的な酸素濃度の関係を明らかにするため，酸素透過能の異なる複数の高分子マトリックス（PMMA，ポリスチレン，シクロオレフィンポリマー）を用いた試料作成と観測を行うとともに，蛍光・燐光の発光寿命や極低温での発光スペクトルなど種々の観測結果を総合して，PIDL現象の光物理過程のモデル構築に成功した．このモデルにおいて個々の光物理過程を対応する微分方程式（反応速度式）で記述し，それらを連立してMatLabによる数値シミュレーションを行った結果，実測の結果と極めて良い一致をみた．このことからPIDL現象の全貌を明らかにすることが可能となった．極低温においては，イミド化合物の分子運動とともに酸素分子の拡散も抑制されるため，室温では数分であった誘導時間が大幅に短縮したことから，一重項酸素分子の分子マトリックス中での拡散挙動に関する知見を得ることが可能である．また，含臭素イミド化合物・ポリイミドで観測された圧力誘起発光増強現象（PIEE）が，他の重元素（塩素，ヨウ素，硫黄等）を導入したイミド化合物およびポリイミドでも生ずるかを明らかにするため，新規の含ヨウ素・含硫黄化合物を合成して，特にチアンスレン基とチオフェンを有する新規のイミド化合物で，ストークスシフトの大きな室温燐光発光を観測した．