緩やかな環状構造を持つπ拡張スチルベン：凝集誘起発光の学理と環境応答性液晶の追究

具有松散环状结构的π-延伸二苯乙烯：追求聚集诱导发光原理和环境响应型液晶

基本信息

批准号：
22KJ1276
负责人：
岩井梨輝
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1276/
关键词：
発光凝集誘起発光液晶

项目摘要

凝集誘起発光（AIE: aggregation induced emission）色素は、希薄溶液中では発光性を示さず、色素の凝集により強発光性を示す。従来の典型的な発光色素は希薄溶液中では強発光性を示す一方で、凝集した場合には消光してしまうことが多いため、AIE色素は凝集状態での発光が重要であるバイオイメージングや有機EL材料などへの応用が期待されている。申請者は、これまでに炭化水素のみからなる橋かけスチルベンの開発および希薄溶液中での無輻射失活過程の制御によるAIE色素の分子設計の確立を目指し研究を行っている。本研究では凝集状態および結晶状態の発光特性と分子構造の関係性を明らかにするため、共役拡張橋かけスチルベンの異なる位置に立体因子となるターシャリ―ブチル基が導入された化合物の合成を行い、それらの光物理的性質の測定を行った。これらの化合物は、良溶媒に溶解した状態から貧溶媒を加え分子を凝集させることで、蛍光量子収率の増加が見られ、AIE特性を示した。一方で、ターシャリ―ブチル基の導入された位置の違いにより結晶状態での発光特性が大きく異なった。これは分子の凝集状態および結晶構造の違いに起因していると考えられ、今後、結晶状態での時間分解の光物理的性質の測定によりそれらを解明する。また、分子設計の応用の幅を広げるべく橋かけスチルベンの橋かけ部分にヘテロ原子を導入した化合物の合成経路探索を行い、それら化合物の光物理的性質の測定も行い、ヘテロ原子の種類により光物理的性質が大きく変化することが判明した。さらに、これまでの研究により共役拡張橋かけスチルベン骨格の分子が比較的低温領域で液晶相を示すことが明らかになっており、この分子は光学・電子特性に優れた液晶分子であると予想されたため、この液晶分子の複屈折性の測定を行った。現在は、学術雑誌への投稿に向け執筆中である。

聚集诱导的发射（AIE）染料在稀溶液中没有显示发光特性，并且由于染料的聚集而表现出强发光特性。虽然常规的典型发光染料在稀释溶液中表现出很强的发光，但它们经常在聚集时淬灭，因此预计AIE染料将应用于生物成像，有机EL材料中，在该材料中，凝集状态的发光很重要。到目前为止，申请人一直在进行研究，以开发仅由碳氢化合物组成的交联成型，并通过控制稀释溶液中的辐射失活过程来建立AIE染料的分子设计。在这项研究中，为了阐明聚集的发光特性与结晶状态和分子结构之间的关系，我们将化合物与三级丁基基团合成，这些化合物是空间因子，它们是在共轭和扩展的桥梁的不同位置引入的，并测量了其光生理特性。这些化合物在从溶解在良好的溶剂中的状态中汇总溶剂后，通过在分子中添加差溶剂来表现出荧光量子产率的增加，表明AIE特征。另一方面，由于引入三级丁基基团的位置差异，晶体状态的发光特性大不相同。这被认为是由于分子的聚集态和晶体结构的差异，将来将通过测量晶体状态的时间分辨辐射特性来阐明它们。此外，为了扩大分子设计中的应用范围，我们搜索了合成路线的化合物，其中将杂原子引入了杂原子中的交联链曲替琴的交联部分，并测量了这些化合物的光体物理性质，并发现光料物特性显着变化了，取决于Heleteroatom类型的变化。此外，先前的研究表明，在相对较低的温度区域中，共轭的延长的延伸的Stilbene骨链中的分子在相对较低的温度区域表现出液晶相，并且由于该分子被预测为具有出色的光学和电子特性的液晶分子，因此该液态晶体分子的折射率得到了测量。他目前正在写信给学术期刊。