Creation of Stimuli-Responsive Properties of Flexible HOFs

柔性 HOF 的刺激响应特性的创建

• 批准号: 22KF0191
• 负责人: 北川 進
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0191/
• 关键词: 多孔性材料; 刺激応答性; ナノ空間化学; 水素結合; 適応機能

本共同研究では、ホスト-ゲストケミストリーと分子間水素結合の制御により、熱や光、圧力といった外部刺激に対して応答するHOFの開発を行った。特に、C3対称性を持つ発色性有機分子を基盤として、分子間での弱い水素結合やドナー・アクセプター相互作用を骨格内に導入して、構造及びその光学特性に刺激応答性を付与することを目指した。2022年度の研究では、刺激応答性フレキシブルHOFの設計、合成、刺激応答特性に焦点を当て次の３つのプロジェクト、（１）高感度芳香族アミンセンシング材料、（２）光熱変換材料、（３）超長距離有機リン光発光材料の開発に取り組んだ。最初のプロジェクトでは、凝集誘起発光（AIE）と電荷移動（CT）特性が顕著な構造素子を元にHOFを構築することで、芳香族アミンの高性能センシングを実現する新しい発光性HOFを開発に成功した。また、２つ目のプロジェクトでは、フリーラジカルの発生部を骨格中に導入することで、新規の光応答性HOFと2種類の光応答性多孔性配位高分子（PCP）の合成を行った。各種スペクトル測定の結果、これらの材料におけるフォトクロミズム現象が多孔性材料中の光誘導フリーラジカルに起因していることを明らかにした。また、非常に高効率な光熱変換特性を有することがわかった。また３つ目のプロジェクトでは、光応答性配位子を用いたHOF構造を構築することで、室温で長寿命の明るい燐光を示す新規のHOFの開発に成功している。これらの研究により、センシング、情報ストレージ、照明、バイオイメージングなど、幅広い用途でHOFの可能性が示すことが出来た。

This joint study was conducted to investigate the development of HOF in response to external stimuli such as heat, light and pressure. In particular, C3 symmetry, chromogenic organic molecules, molecular binding, molecular interaction, intramolecular introduction, structure, and optical properties, and stimulatory response are indicated. The 2022 research focuses on the design, synthesis, and stimulation characteristics of anti-inflammatory HOF,(1) high-sensitivity aromatic anti-inflammatory materials,(2) photothermal conversion materials, and (3) development of ultra-long-range organic anti-inflammatory materials. Initially, aggregation induced luminescence (AIE) and charge transfer (CT) characteristics were successfully developed for the construction of HOF with structural elements and the realization of high performance HOF with aromatic compounds. The synthesis of two kinds of optically responsive porous coordination polymers (PCP) was carried out. The results of various measurements show that the photo-induced phenomenon in porous materials is caused by the presence of light in porous materials. The light and heat conversion characteristics are very high. The HOF structure was constructed by using photoresponsive ligands, and the new HOF structure was successfully developed with long lifetime and phosphorescence at room temperature. The possibility of using HOF in research, marketing, information, lighting, advertising and marketing is presented.