Exploration and Luminescence-Property Control of Organic Polar-Crystal Materials Exhibiting Triboluminescence

摩擦发光有机极性晶体材料的探索和发光性能控制

• 批准号: 22K14667
• 负责人: 大垣 拓也
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14667/
• 关键词: トリボルミネッセンス; メカノルミネッセンス; 摩擦発光; 極性結晶; 結晶構造; 分子間相互作用; エネルギー移動; 発光

トリボルミネッセンスは、自発分極をもつ極性結晶材料に機械的刺激を加えることにより発光する現象であり、自発光性の刺激応答性材料としての応用が期待されているものの、材料の合理的な設計指針は確立されていない。本研究課題では高効率なトリボルミネッセンスを示す有機極性結晶材料の創出を目的とし、トリボルミネッセンスを示す新規極性結晶材料の探索と、ホスト-ドーパント系有機極性結晶によるトリボルミネッセンス特性の自在制御を目指す。2022年度は、以下の１）から３）の検討を行った。１）新規トリボルミネッセンス材料として、分子形状と結晶構造の対称性に注目した材料探索を行った。その結果、材料自体は既知であっても、これまでトリボルミネッセンス特性に関して未検討であったいくつかの有機結晶（有機ホウ素錯体、アントラセン誘導体、トリフェニルアミン誘導体など）が、トリボルミネッセンスを示すことを見出した。２）ホスト-ドーパント系で構成される有機トリボルミネッセンス極性結晶を開発した。この結晶では、機械的刺激により生成したホストの励起状態から発光性ドーパントへのエネルギー移動を経由して、ドーパントからの発光が得られる。そのため、トリボルミネッセンスを示さないホストとドーパントの組み合わせからでもトリボルミネッセンスの発光色の制御が可能であることを確認した。３）有機極性結晶の結晶構造モチーフとして「極性層状ヘリンボーン構造」を提案し、その一般性を検証した。その結果、特定の置換基を有する棒状分子において、分子の双極子モーメントの向きを揃えた有機極性結晶が高確率で得られることを見出した。

The mechanical stimulation of self-emitting polar crystalline materials is expected to increase in the future, and reasonable design guidelines for materials are established. The purpose of this research is to explore the development of organic polar crystal materials with high efficiency and to provide guidance on the control of organic polar crystal characteristics. In 2022, the following 1) and 3) were discussed. 1) New molecular structure, molecular shape and symmetry of materials As a result, the material itself has been known to be related to the characteristics of organic crystals (organic crystals, organic inducers, organic inducers) and organic crystals. 2) The structure of the crystal system is organic, and the polar crystal is developed. The crystal is excited by mechanical stimulation, generated by light emission, generated by light emission, and moved by mechanical stimulation. It is possible to identify the color of the light emitted by the light emitted by the light 3) Organic polar crystal structure proposed by "polar layered crystal structure," and general demonstration. As a result, specific substitution groups are present in rod-like molecules, and molecular dipoles are present in organic polar crystals with high accuracy.

项目成果

[2.2]パラシクロファン部を含む有機ホウ素錯体の顕著なピエゾフルオロクロミズム

[2.2] 含有对环芳基的有机硼配合物显着的压电荧光变色现象

• 发表时间: 2023
• 期刊: 有機結晶部会ニュースレター
• 作者: 大垣 拓也;入井 駿;小澤 芳樹;阿部 正明;佐藤 寛泰;松井 康哲;池田 浩
• 通讯作者: 池田 浩

トリボルミネッセンスを示す有機極性結晶材料の探索

寻找表现出摩擦发光的有机极性晶体材料

• 发表时间: 2022
• 作者: Takuya Ogaki;Yutaro Kuramoto;Ryohei Takayasu;Yasunori Matsui;Hiroshi Ikeda;大垣 拓也;大垣 拓也・松井 康哲・池田 浩
• 通讯作者: 大垣 拓也・松井 康哲・池田 浩

有機ボロン錯体結晶の結晶構造および室温りん光特性に対するヨウ素置換位置の効果

碘取代位置对有机硼配合物晶体结构及室温磷光性能的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Takuya Ogaki;Yutaro Kuramoto;Ryohei Takayasu;Yasunori Matsui;Hiroshi Ikeda;大垣 拓也;大垣 拓也・松井 康哲・池田 浩;大垣 拓也・倉本 悠太郎・高安 凌平・松井 康哲・池田 浩;大垣 拓也・舛見 笙・酒井 敦史・阿利 拓夢・松井 康哲・佐藤 寛泰・池田 浩;舛見 笙・大垣 拓也・酒井 敦史・阿利 拓夢・松井 康哲・佐藤 寛泰・池田 浩
• 通讯作者: 舛見 笙・大垣 拓也・酒井 敦史・阿利 拓夢・松井 康哲・佐藤 寛泰・池田 浩

非共役電子ドナーアクセプターダイアドのスルースペース電荷移動発光

非共轭电子供体-受体二元体的空间电荷转移发光

• 发表时间: 2022
• 作者: Takuya Ogaki;Yutaro Kuramoto;Ryohei Takayasu;Yasunori Matsui;Hiroshi Ikeda;大垣 拓也;大垣 拓也・松井 康哲・池田 浩;大垣 拓也・倉本 悠太郎・高安 凌平・松井 康哲・池田 浩
• 通讯作者: 大垣 拓也・倉本 悠太郎・高安 凌平・松井 康哲・池田 浩

有機ボロン錯体の室温りん光特性と結晶構造に対するヨウ素置換位置の効果

碘取代位置对有机硼配合物室温磷光性质和晶体结构的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Takuya Ogaki;Yutaro Kuramoto;Ryohei Takayasu;Yasunori Matsui;Hiroshi Ikeda;大垣 拓也;大垣 拓也・松井 康哲・池田 浩;大垣 拓也・倉本 悠太郎・高安 凌平・松井 康哲・池田 浩;大垣 拓也・舛見 笙・酒井 敦史・阿利 拓夢・松井 康哲・佐藤 寛泰・池田 浩
• 通讯作者: 大垣 拓也・舛見 笙・酒井 敦史・阿利 拓夢・松井 康哲・佐藤 寛泰・池田 浩