調光機能を有するガラス被覆型高分子フィルムの開発

点击翻译按钮获取中文摘要

本課題では強い入射光を遮り、強度によって透過率を変化させる機能性を有した有機材料系を実現し、ガラス等に塗布することで入射する太陽光の量を調節する機能性材料を作製することを目的とする。そのためには太陽光レベルの光強度で透過率が非線形に減少するような材料システムを構築する必要がある。このような材料システムを実現させるために、緩和の過程に禁制遷移を含む三重項の励起状態を経由し、励起状態を長時間維持することで、材料の光学的性質を変化させる。これにより光の透過率が非線形に振る舞うようになる。本年度は材料のマトリックスとなる高分子として、ノルボルレン骨格を中心とした強直な主鎖骨格を導入した。高分子側鎖の置換基をアセチル、ヒドロキシと変化させながら、色素分子の励起状態を長時間保てるような高分子マトリックスとなるように最適な分子構造を選定した。励起子を蓄積させる色素分子としてペリレン系分子を採用した。材料を高分子内の側鎖に直接結合させることで、色素分子間の距離を適度に離し、量子効率の低下を防ぐことに成功した。色素の増感剤としてIr系の錯体ドナー分子を選択した結果、青色の光において10 mW/cm2レベルの励起強度で材料の透過率が非線形に減少することを確認した。別の材料の選択としてH,C,O,Nのみの元素からなる材料で非線形透過率が実現できるよう、Ir錯体分子に代わって色素を増感できる分子の探索を試みた。その結果、対称構造を有した分子の中にいくつか候補を見つけることができた。また、太陽光の調光作用を可視光全域に広げることができるよう、青色光を励起光源にした際に、緑から赤への広いスペクトルにわたって光の透過率を減少させることが可能な分子群の捜索を行い、1つの候補を見つけるに至った。