Creation of pi-sigma-pi Dyad for Control of Multiexcitons and Solid-state Photon Upconversion

フォトンアップコンバージョンは，近赤外光などの今まで利用できなかった光を変換する分子技術であり，あらゆる光利用技術への適用が期待されている．本研究では，本研究では，σユニットによりπ共役系同士の距離・配向を三次元的に設計されたπ-σ-πダイアドに多重励起子を発生させ，そのスピン変換の能動的制御を試みる．さらに，π-σ-πダイアドの分子内TTAとエネルギー捕集を組み合わせることにより，固体でのアップコンバージョン（TTA-UC）に展開することを目的としている．2022年度は，ポリマー系でのTTA-UCの展開を目的として研究を行った．まず，種々のポリマー媒体を検討したところ，ガラス転移点が低く，柔軟性の高いポリウレタン樹脂でTTA-UCを発現することがわかった．加えて，酸素ブロック能力が高いため，大気中においても脱気したジクロロメタン溶液に匹敵する三重項寿命を示すため，TTA-UCが進行していることがわかった．透明性も高いため，ガラスセルあるいはディスポセルに調製することで時間分解吸収スペクトルにより分子ダイナミクスを観測可能であることも明らかとなり，TTA-UC以外にも適用が期待できる．また，新規アクセプターとして，蛍光量子収率が高いジケトフロフラン分子の合成も行った．蛍光量子収率が高いため，分子設計により三重項寿命を延ばせばTTA-UCへの適用が期待できる

フォトンアップコンバージョンは，近赤外光などの今まで利用できなかった光を変換する分子技術であり，あらゆる光利用技術への適用が期待されている．本研究では，本研究では，σユニットによりπ共役系同士の距離・配向を三次元的に設計されたπ-σ-πダイアドに多重励起子を発生させ，そのスピン変換の能動的制御を試みる．さらに，π-σ-πダイアドの分子内TTAとエネルギー捕集を組み合わせることにより，固体でのアップコンバージョン（TTA-UC）に展開することを目的としている．2022年度は，ポリマー系でのTTA-UCの展開を目的として研究を行った．まず，種々のポリマー媒体を検討したところ，ガラス転移点が低く，柔軟性の高いポリウレタン樹脂でTTA-UCを発現することがわかった．加えて，酸素ブロック能力が高いため，大気中においても脱気したジクロロメタン溶液に匹敵する三重項寿命を示すため，TTA-UCが進行していることがわかった．透明性も高いため，ガラスセルあるいはディスポセルに調製することで時間分解吸収スペクトルにより分子ダイナミクスを観測可能であることも明らかとなり，TTA-UC以外にも適用が期待できる．また，新規アクセプターとして，蛍光量子収率が高いジケトフロフラン分子の合成も行った．蛍光量子収率が高いため，分子設計により三重項寿命を延ばせばTTA-UCへの適用が期待できる