ナノグラフェンの選択的修飾による物性制御法の開発

纳米石墨烯选择性改性物性控制方法的开发

基本信息

批准号：
15J10147
负责人：
小田一磨
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ヘキサベンゾコロネン(HBC)は広いπ平面に由来した高い自己集積能をもつため、超分子分野での研究が盛んに行われている。一方で、高い構造的対称性ゆえに発光特性が乏しく、光学材料としての応用には課題が残る。本研究ではジシアノメチル基を導入した HBCのアニオン塩を酸化することで、ジシアノエテン基で架橋された二量体の合成に成功した。二量体は溶液中では光照射によってcis-trans異性化し、cis体が優先的に得られることが分かった。また、固体および溶液状態において高い量子効率で赤色発光を示した。さらにすりつぶすことで発光色が変化し、メカノフルオロクロミック特性を示した。本来、発光性に乏しいHBCにおいて固体状態で高い発光効率を達成した結果であり、HBCの発光材料としての応用可能性を示すものである。またジシアノメチル基をもつHBCの酸化により、テトラシアノエチレン基で架橋されたHBC二量体および環状三量体を得ることに成功した。得られた二量体・三量体はすりつぶすことで固体色が変化し、さらに溶媒の滴下によって元の色に戻るというメカノクロミック特性を示した。ESR測定の結果、機械的刺激によってテトラシアノエチレン部位の炭素-炭素結合が切れラジカル種が生成していることがわかり、そのラジカルは空気下で長時間(数ヶ月)安定に存在していた。また生成したラジカルは近赤外領域に強い吸収を示した。また昇温条件では近赤外吸収は示さなかったことから、熱ではなく機械的刺激によって結合が切断されていることが示唆された。得られたHBC多量体は分子メモリやスイッチングデバイスなどへの応用が期待される。

六苯甲酰烯烯（HBC）具有源自宽π平面的高自组装能力，并在超分子领域进行了积极研究。另一方面，由于其高结构对称性，其发射特性很差，因此在其应用中作为光学材料留下了问题。在这项研究中，我们通过氧化HBC的阴离子盐，成功地合成了与二氰基乙烯基团的二聚二聚体，该阴离子已与二氰甲基甲基一起引入。发现这些二聚体是通过光照射在溶液中异构异构体的顺式传播，并且优先获得顺式体。它还显示了红色发射，在固体和溶液状态下具有高量子效率。此外，通过研磨改变发光颜色，表明荧光透明质特性。这是在HBC中达到固态高发光效率的结果，HBC最初在发光特性中很差，这表明将HBC应用于发光材料的可能性。此外，携带二氰甲基甲基的HBC的氧化使我们能够获得与四环乙烯基的交联的HBC二聚体和环状三聚体。所得的二聚体和三聚体表现出机械色素特性，在地面时，固体颜色更改，然后通过掉落溶剂来返回其原始颜色。 ESR的测量结果表明，四乙烯乙烯部位的碳碳键通过机械刺激而打破，并且在空气中稳定了很长时间（几个月）。产生的自由基在近红外区域还显示出强吸收。此外，由于在温度升高的条件下未显示近红外吸收，因此建议该键是通过机械刺激而不是热的。预计获得的HBC多聚机将应用于分子记忆和开关设备。