超分子有機ゼオライトの創製に基づくユビキタス発光材料の極限機能

基于超分子有机沸石的普遍发光材料的极端功能

• 批准号: 20045007
• 负责人: 藤内 謙光
• 金额: $ 2.82万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20045007/
• 关键词: 超分子; ゼオライト; クラスター; 固体物性; 蛍光発光; 結晶構造解析; ガス吸着; ナノ空間

本研究では、有機酸とアミンからなる有機塩において形成される超分子クラスターを階層的に組み上げることにより高次構造を構築し、非共有結合性の超分子有機ゼオライトを創製する。形成される配列ナノ空間を用い、通常の環境下では有機材料が達成できない物性・機能を引き出すことを目的とする。また配列ナノ空間の構築に弱い相互作用を利用することで、光や熱など外部刺激により構造変化させ、ダイナミックに固体物性(発光挙動・非線形光学特性・導電性・磁性)の変調が可能な、革新的性能を持つ有機デバイスの作成に挑戦する。本研究を達成することで普遍的に存在する元素を使った有機材料を用い、高度に配列されたナノ空間を利用して通常の環境下では到達できないような安定性や発光輝度を示す物質の創製とその原理の解明を目指す。以下に得られた結果を列挙する。(1) 超分子有機ゼオライトをスクリーニングすることで、これまで報告されている有機多孔性材料の中でもっとも大きな空孔率を有するものが得られた。この多孔性材料は一般的な有機多孔性材料と違い、ゲストが脱離しても空孔を保つことができる。(2) スクリーニングによって得られた発光部位を有する多孔性材料は、その空孔形状に応じ、取り込むゲスト分子によって発光特性を変化させる。その時発光特性を制御しているのは分子の電子状態ではなく、大きさや形状のような外形に関する情報であった。(3) また発光性有機ゼオライトはゲスト分子の吸着・脱離によって可逆的にその発光特性を変化させる。このとこから、これらの多孔性材料は有機物質に特化したセンシングデバイスを構築することができる。(4) さらに高次構造を構築する分子間力をπ/π相互作用から、CT相互作用に変換すると、さらに強固な超分子ゼオライトを構築することができた。こちらの多孔性材料は分子の電子状態に極めて鋭敏に反応することが明らかとなった。

This study で は, organic acids と ア ミ ン か ら な る organic salt に お い て form さ れ る supramolecular ク ラ ス タ ー を class に group on み げ る こ と に よ り を high order structure building, as well as the total of associative し の supramolecular organic ゼ オ ラ イ ト を created す る. Form さ れ る match column ナ を い, usually の ノ space environment で は organic material が reached で き な い を fetches き out of the property, function す こ と を purpose と す る. ま た match column ナ ノ space の build に weak い interaction を use す る こ と で, heat light や な ど external stimuli に よ り structure - the さ せ, ダ イ ナ ミ ッ ク に solid sex (発 light 挙 dynamic nonlinear optical properties, electrical conductivity, magnetic) の - adjustable が may feel つ な, innovation performance を organic デ バ イ ス の made に pick 戦 す る. を this study reached す る こ と で exist common に す を る elements make っ た organic material を い, highly に match column さ れ た ナ ノ space を use し て で の environment usually arrive は で き な い よ う な stability や 発 を shown す material の created glorious degrees と そ の principle の interpret を refers す. The following に gives the られた result を column 挙する. (1) the supramolecular organic ゼ オ ラ イ ト を ス ク リ ー ニ ン グ す る こ と で, こ れ ま で report さ れ て い る organic porous materials の で も っ と も big き な を have empty hole rate す る も の が must ら れ た. <s:1> Porous materials general な organic porous materials と violate the <s:1>, ゲストが are separated from the て <s:1> empty pores を to retain the る とがで とがで る る る. (2) ス ク リ ー ニ ン グ に よ っ て have ら れ た 発 light place を have す る は porous materials, そ の empty hole shape に 応 じ, take り 込 む ゲ ス ト molecular に よ っ て 発 light feature を variations change さ せ る. そ の 発 light feature を suppression し て い る の は の molecular electronic state で は な く, big き さ や shape の よ う な shape に masato す る intelligence で あ っ た. (3) ま た 発 optical organic ゼ オ ラ イ ト は ゲ ス ト molecular の sorption, from に よ っ て reversible に そ の 発 light feature を variations change さ せ る. こ の と こ か ら, こ れ ら の porous material は organic matter に specialized し た セ ン シ ン グ デ バ イ ス を build す る こ と が で き る. (4) さ ら に を to construct high order structure す る intermolecular forces を PI/PI interaction か ら, CT interaction に variations in す る と, さ ら に strong な supramolecular ゼ オ ラ イ ト を build す る こ と が で き た. The electronic state of the molecules of <s:1> porous materials ちら is に extremely めて acute sensitive に reflective 応する とが とが とが bright ら となった となった となった.

项目成果

Tunable solid-state luminescent colors based on molecular arrangements of ammonium anthracenedisulfonates

基于蒽二磺酸铵分子排列的可调固态发光颜色

• 发表时间: 2008
• 作者: Tomoaki Hinoue;Norimitsu Tohnai;Ichiro Hisaki;Mikiji Miyata
• 通讯作者: Mikiji Miyata

Fluorescence Tuning System in Crystalline State Composed of Organic Salts

由有机盐组成的晶态荧光调谐系统

• 发表时间: 2009
• 作者: 吉川信明;石山達也;森田明弘;H.Watarai;藤内謙光
• 通讯作者: 藤内謙光

「Bottom-Up Nanofabricationi」 Inclusion. Compounds of Steroidal Molecules : Molecular Information and Their Expression Through Molecular Assemblie

“自下而上的纳米制造”类固醇分子化合物：分子信息及其通过分子组装的表达。

• 发表时间: 2009
• 作者: 中島裕美;Tomoaki Hinoue;藤内謙光;藤内謙光
• 通讯作者: 藤内謙光

Specific Interaction between Chloroform and the Pockets of Triangular Annulene Derivatives Providing Symmetry Carry-Over Crystallization

• DOI: 10.1002/chem.200901848
• 发表时间: 2009-01-01
• 期刊: CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL
• 影响因子: 4.3
• 作者: Hisaki, Ichiro;Senga, Hirofumi;Miyata, Mikiji
• 通讯作者: Miyata, Mikiji

Systematic Investigation of Molecular Arrangements and Solid-State Fluorescence Properties by Using Organic Salts of Anthracene-2, 6-disulfonic Acid with Aliphatic Primary Amines

利用蒽-2, 6-二磺酸与脂肪族伯胺的有机盐系统研究分子排列和固态荧光性质

• 发表时间: 2009
• 期刊: Chem. Eur. J
• 作者: Yuji Mizobe;Tomoaki Hinoue;Atsushi Yamamoto;Ichiro Hisaki;Mikiji Miyata;Yasuchika Hasegawa;and Norimitsu Tohnai
• 通讯作者: and Norimitsu Tohnai