可視光駆動型非線形応答フォトクロミック分子の開発

本研究は、インコヒーレントな赤色連続光で駆動する非線形応答性フォトクロミック分子を創出することを目的としている。一年目には「三重項－三重項消滅（TTA）アップコンバージョン機構に基づく赤色応答分子システムの構築」に関する研究に着手し、三重項増感剤（ドナー分子）の存在下で赤色光応答を示すフォトクロミック分子系の確立に成功した。前年度に続く本テーマにおける重要な課題として、TTA効率の向上のほかに励起光波長をより長波長にすることが挙げられる。フォトクロミック分子を有機材料や生体内で応用するにおいては、励起光の透過性向上や周囲環境へのダメージを抑えることが出来る点で、赤色光および近赤外光の励起光を用いることが求められている。TTAを経由したフォトクロミック分子系において励起波長の長波長化を達成する手段の一つとして、光励起によって励起三重項状態を直接的に生成するドナー分子を分子系に用いることが挙げられる。一般的な三重項増感剤では、光励起によって生成した励起一重項状態から項間交差を経て励起三重項状態に達する。基底一重項状態から光励起により直接励起三重項を生成する（S-T吸収を示す）ドナー分子を用いることが出来れば、項間交差によって失われるエネルギーの差分だけ励起光波長を長波長化することが出来る。本研究者は、S-T吸収を示す増感剤とアクセプター部位を有するHABI型フォトクロミック分子との混合溶液がTTAを介したフォトクロミック反応を生じるかを種々の分光測定により調べ、実際にS-T吸収を生じて生成した増感剤のT1を介して、HABI型フォトクロミック分子が光化学反応を生じていることを明らかにした。

本研究は、インコヒーレントな赤色連続光で駆動する非線形応答性フォトクロミック分子を創出することを目的としている。一年目には「三重項－三重項消滅（TTA）アップコンバージョン機構に基づく赤色応答分子システムの構築」に関する研究に着手し、三重項増感剤（ドナー分子）の存在下で赤色光応答を示すフォトクロミック分子系の確立に成功した。前年度に続く本テーマにおける重要な課題として、TTA効率の向上のほかに励起光波長をより長波長にすることが挙げられる。フォトクロミック分子を有機材料や生体内で応用するにおいては、励起光の透過性向上や周囲環境へのダメージを抑えることが出来る点で、赤色光および近赤外光の励起光を用いることが求められている。TTAを経由したフォトクロミック分子系において励起波長の長波長化を達成する手段の一つとして、光励起によって励起三重項状態を直接的に生成するドナー分子を分子系に用いることが挙げられる。一般的な三重項増感剤では、光励起によって生成した励起一重項状態から項間交差を経て励起三重項状態に達する。基底一重項状態から光励起により直接励起三重項を生成する（S-T吸収を示す）ドナー分子を用いることが出来れば、項間交差によって失われるエネルギーの差分だけ励起光波長を長波長化することが出来る。本研究者は、S-T吸収を示す増感剤とアクセプター部位を有するHABI型フォトクロミック分子との混合溶液がTTAを介したフォトクロミック反応を生じるかを種々の分光測定により調べ、実際にS-T吸収を生じて生成した増感剤のT1を介して、HABI型フォトクロミック分子が光化学反応を生じていることを明らかにした。