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光応答性分子結晶中における光反応ナノ形態の解明と制御

光响应分子晶体中光响应纳米形态的阐明和控制

基本信息

批准号：
20J20030
负责人：
森本晃平
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Osaka Metropolitan University (2022)Osaka City University (2020-2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は2,5-ジスチリルピラジン(DSP)単結晶を用いて光反応ナノ形態の形成過程の評価に取り組んだ。一部の光応答性分子結晶では分子スケールにおいて反応した部分から広がるようにドメイン形成する光反応ナノ形態を経ながら、協同的に光反応が進行することが報告されている。先行研究では結晶全体での平均化された状態における協同的光反応の評価がほとんどであったため、単一の結晶のどこでドメインの核が生成し、どのように成長するのかはあまり評価されてこなかった。そこで本研究ではDSPの単結晶を用いて分子スケールでの光反応ナノ形態の形成過程が結晶全体におけるマイクロメートルスケールでの光反応に及ぼす影響を評価した。マイクロメートルスケールでの光反応過程を評価するために偏光顕微鏡を用いて紫外光照射時の結晶の色の変化を観察すると、不均一に結晶の端から変化した。このことからDSP単結晶では紫外光照射に伴い結晶の端から不均一に光反応が進行することが明らかになった。さらにDSP単結晶の不均一な光反応を評価するためにプログラムを構築してシミュレーションによる理論的な再現を試みた。周辺に生成物が存在する反応物は反応量子収率が大きいという協同的光反応の要素に加えて、結晶の端の反応物も反応量子収率が大きいという要素も組み込むと、不均一な光反応を定量的に再現することができた。以上のように光応答性分子結晶の１つであるDSP単結晶における分子スケールでの光反応ナノ形態の形成過程がマイクロメートルスケールでの光反応に及ぼす影響の評価に成功した。さらに数値シミュレーションを用いて再現することで不均一な光反応の要因を推定することに成功した。

This year, the evaluation of the formation process of 2,5-crystal silicon (DSP) crystals was conducted. A part of the photoreactive molecular crystals are formed in the form of photoreactive molecules. A preliminary study was conducted on the evaluation of coordinated optical reflection in the averaged state of the crystal population. In this study, we evaluated the molecular structure of DSP crystals and the effect of molecular structure on the formation of optical morphology. The color change of crystals under ultraviolet light irradiation by polarizing micromirrors was observed. This is the case with DSP crystals, which are irradiated with ultraviolet light and are not uniformly reflected by light. In addition, the DSP crystal structure and optical reflection are evaluated. The quantum yield of light reflected by the product is large, and the quantum yield of light reflected by the product is large. The formation process of the above photoreactive molecular crystals and the evaluation of the photoreactive effect of the DSP single crystals were successfully carried out. The main reason for the uneven light reflection is that