新奇形態に基づく特性を発現する超分子ポリマーの創出

创造具有基于新颖形态的特性的超分子聚合物

• 批准号: 18J12925
• 负责人: 大内 隼人
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J12925/
• 关键词: 自己集合; 超分子ポリマー; 凝集誘起発光; 有機EL; 有機薄膜太陽電池; 水素結合; 螺旋構造

本研究は、ユニークな「形」の超分子ポリマーを創出し、非共有結合で形成される主鎖の形状に由来する特性・機能の発現を目的とする。昨年度は、水素結合部位を有するオルトターフェニレン誘導体を合成し、その自己集合挙動と発光特性を調査した。この分子は高極性溶媒中では芳香環の回転運動に起因する無輻射失活によって殆ど発光しない。この溶液に低極性溶媒を加えると、この分子はテープ状の水素結合超分子ポリマーを形成し、さらに集積することで緑色の凝集誘起発光を示す結晶性超分子集合体へと自己組織化することが明らかとなっている。本年度は、この誘導体が凝集誘起発光を示した原因の究明に努めた。分子構造が僅かに異なる参照分子を合成し、それらの自己組織化挙動および発光特性を調査した。それらの結果との比較により、昨年度合成したオルトターフェニレン誘導体が示す凝集誘起発光は、多様な分子間相互作用による協働的な超分子集合によって発現していることが明らかとなった。さらに、この結晶性超分子集合体は、フォトルミネッセンスだけでなく、エレクトロルミネッセンスにおいても有効であることが有機ELデバイスの作製によって示された。本年度は、ヘキサメチレン鎖とヘプタメチレン鎖をそれぞれ有する二つのジケトピロロピロール二量体の集積構造が有機薄膜太陽電池の性能に与える影響の調査にも着手した。これらの二量体は殆ど同じ光学特性を示すが、可溶性フラーレン誘導体と混合して作製した有機薄膜太陽電池のエネルギー変換効率は大きく異なり、ヘキサメチレン鎖を有する二量体はヘプタメチレン鎖を有する二量体の約二倍の値を示した。薄膜の原子間力顕微鏡観察や分子モデリングより、ヘキサメチレン鎖を有する二量体はその分子配座に基づきより密に凝集し、可溶性フラーレン誘導体との良好な相分離構造を形成することが明らかとなった。

は, this study ユ ニ ー ク な kata の supramolecular ポ リ マ ー を hit し, combine the lone で form さ れ る master lock の shape に origin す る characteristics, functional の 発 を purpose now と す る. Yesterday annual は, water element combining site を す る オ ル ト タ ー フ ェ ニ レ ン inductor を synthetic し, そ の their collection 挙 dynamic と 発 light feature を survey し た. The 転 motion of the で <s:1> aromatic ring <s:1> in the <s:1> highly polar solvent of <s:1> molecules is に caused by する non-radiative inactivation によって almost <s:1> luminescence <s:1> な な. こ に low polarity solvent を の solution plus え る と, こ の molecular は テ ー プ shape の water element combined with supramolecular ポ リ マ ー を し, さ ら に set product す る こ と で green の agglutination induced 発 light を shown す crystallized supramolecular assembly へ と yourself organized す る こ と が Ming ら か と な っ て い る. This year, the が and <s:1> <s:1> inducers が agglomerated and induced luminescence を indicated that the <s:1> た cause was investigated に and めた. Molecular structure が only か に different な る reference molecule を synthetic し, そ れ ら の yourself organized 挙 dynamic お よ び 発 light feature を survey し た. そ れ ら の results と の is に よ り, yesterday's annual synthesis し た オ ル ト タ ー フ ェ ニ レ ン inductor が shown す agglutination induced 発 は light, many others な intermolecular interactions に よ る association of 働 な supramolecular collection に よ っ て 発 now し て い る こ と が Ming ら か と な っ た. さ ら に, こ の は crystallized supramolecular assembly, フ ォ ト ル ミ ネ ッ セ ン ス だ け で な く, エ レ ク ト ロ ル ミ ネ ッ セ ン ス に お い て も have sharper で あ る こ と が organic EL デ バ イ ス の cropping に よ っ て in さ れ た. は this year, ヘ キ サ メ チ レ ン lock と ヘ プ タ メ チ レ ン lock を そ れ ぞ れ have す る two つ の ジ ケ ト ピ ロ ロ ピ ロ ー ル 2 quantity body が の set product structure of organic thin film solar cell performance に の with え る impact の investigation に も to し た. こ れ ら の 2 quantity body は perilous ど with じ optical properties を shown す が, soluble フ ラ ー レ ン inductor と mixed し て cropping し た organic thin film solar cell の エ ネ ル ギ ー は large variations in working rate き く different な り, ヘ キ サ メ チ レ ン lock has す を る 2 quantity body は ヘ プ タ メ チ レ ン lock has す を る 2 quantity body の about twice の numerical を shown し た. Film の interatomic force 顕 micromirror 観 examine や molecular モ デ リ ン グ よ り, ヘ キ サ メ チ レ ン lock has す を る 2 quantity body は そ の molecule with seat に づ き よ り dense に agglutination し, soluble フ ラ ー レ ン inductor と の good な を phase separation structure formation す る こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

Self‐Aggregation of Oligomethylene‐Tethered Diketopyrrolopyrrole Dimers

• DOI: 10.1002/ajoc.201900734
• 发表时间: 2020-01
• 期刊: Asian Journal of Organic Chemistry
• 影响因子: 2.7
• 作者: Xu Lin;Yusuke Okazawa;Y. Tani;Hayato Ouchi;K. Nakayama;S. Yagai

Supramolecular Organization and Photovoltaic Properties of Barbiturated Oligothiophenes

• DOI: 10.1246/cl.190296
• 发表时间: 2019-06
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Hayato Ouchi;Xu Lin;S. Yagai

Keele University(英国)

基尔大学（英国）

らせん性オリゴチオフェン超分子ポリマーの有機薄膜太陽電池への応用

螺旋低聚噻吩超分子聚合物在有机薄膜太阳能电池中的应用

• 发表时间: 2018
• 作者: 大内 隼人;中山 健一;矢貝 史樹
• 通讯作者: 矢貝 史樹

湾曲したターフェニレン超分子ポリマーの発光特性

弯曲三联苯超分子聚合物的发光性能

• 发表时间: 2018
• 作者: 大内 隼人;矢貝 史樹
• 通讯作者: 矢貝 史樹