蛍光共鳴エネルギー移動による０・１次元ナノドット・ワイヤーセンサーの開発

利用荧光共振能量转移开发0/1维纳米点/线传感器

基本信息

批准号：
14F04063
负责人：
関修平
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University (2015)Osaka University (2014)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度に引き続き、固体状態で高効率に蛍光発光を示す化合物の合成を行い、実際に粒子線照射により蛍光発光性ナノワイヤの創製を行った。特に、2-(2'-ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾール（HBT）骨格が示す励起状態プロトン移動（ESIPT）現象による大きなストークスシフトに注目し、可視光領域に発光を示す材料の開発を行った。HBT骨格とフルオレンもしくはトリフェニルアミン誘導体を共有結合で連結したダイアド、トリアドタイプの化合物は固体状態で高い蛍光発光量子効率を示す材料として振る舞った。また、各種有機溶媒中での発光挙動を調べることにより、特にHBT-フルオレン-HBTトリアド型分子が顕著なESIPT発光を固体状態で示すことを見出した。HBT部位のヒドロキシ基をメチル保護した誘導体による対照実験の結果、確かにヒドロキシ基がESIPT発光に寄与していること、また、2つのESIPT部位は独立して振る舞うことを確認した。このトリアド型化合物のうち、フルオレン橋頭位にジヘキシル基を有する誘導体から作成した薄膜に490 MeV Os重粒子線を低密度（10^8~10^10 cm-2）で照射し、照射後の薄膜をシクロヘキサン溶媒に浸漬させて現像したところ、原子間力顕微鏡観察により粒子線の飛跡に沿ったナノワイヤが得られることがわかった。発光スペクトルの測定により、これら基板上のナノワイヤが蛍光発光能を保持していることが確認された。さらに、このトリアド型化合物はバルク状態において高温領域（~200 ºC）でサーモトロピック液晶として振る舞いネマチック相を発現した。二つのヒドロキシ基のうち一つでもメチル保護した誘導体は液晶相を発現しないことから、メソゲンの分子設計に新しい設計指針を与える可能性が提示された。

从去年开始，我们合成了在固态中表现出较高效率的化合物，并通过颗粒束照射产生了荧光纳米线。特别是，我们专注于由激发态质子转移（ESIPT）现象引起的大型Stokes偏移，该现象由2-（2'-羟基苯基）苯甲醇（HBT）骨骼所示，并开发了一种在可见光区域发出光的材料。二元型化合物将HBT骨架与氟或三苯胺衍生物共价连接起来，其表现为在固态中表现出高荧光量子效率的材料。此外，通过检查各种有机溶剂中的发光行为，发现尤其是HBT-氟-HBT三合会分子，特别是在固态下显示出明显的ESIPT发射。 HBT位点使用羟基的甲基保护衍生物进行的对照实验证实，羟基无疑有助于ESIPT发射，并且两个ESIPT位点的行为独立。在这些三合会型化合物中，通过在氟桥头位置具有二己基团的衍生物制成的薄膜，在低密度（10^8至10^10 cm-2）的490 MeV OS重粒子梁上受到照射通过使用原子力显微镜观察。发射光谱的测量证实，这些底物上的纳米线保留了荧光发射能力。此外，三合会化合物在高温区域（〜200ºC）的散装状态下表现为热液晶体，并表达了列相位。由于即使是两个羟基之一的甲基保护的衍生物也没有表达液晶相，因此已经提出，它们可以为中质的分子设计提供新的设计指南。