研究課題:

  1. 超分子材料の構築とその機能設計
    Functional Design and Fabrication of Supramolecular Materials
  2. 機能性有機発光材料の設計と合成
    Design and Synthesis of Functional Organic Luminescent Materials
  3. エネルギー/電子輸送性機能分子ユニットの開発
    Development of Functional Molecular Units for Energy/Electron Transfer Systems
  4. 機能性金属錯体の設計と合成
    Design and Synthesis of Functional Metal Complexes


超分子マイクロカプセル
水素結合や疎水性相互作用などの分子間相互作用を設計・制御して組織化 された超分子構造を創り出し、単分子では実現できない高機能を発現する 有機超分子材料の開発をおこなっている。例えば以下に示すように、核酸に 適切な分子設計をおこなうことで、塩基部分の間に二次元水素結合ネットワークを 水中で形成させ、直径1μmを超える大きさの安定なマイクロカプセルを作製する ことに成功している。このマイクロカプセルは、内包物放出など外部刺激に対する 動的応答を容易に示すことから、様々な展開が期待される。

Supramolecular Microcapsules
Design and construction of highly ordered molecular assemblies by tuning variety of intermolecular interactions opens the way for development of high-functional organic supramolecular materials. Shown below is a stable μm-sized supramolecular capsule, which is successfully fabricated through formation of two-dimensional hydrogen bond networks in water by proper molecular design of a nucleic acid derivative. Since these microcapsules readily show release of encapsulated materials and other dynamic response to external stimuli, variety of application can be expected.


分子集積構造変化を利用した有機固体発光スイッチング
発光制御が可能な有機固体材料が注目されているが、その新しい設計指針として、 励起状態プロトン移動(ESIPT)を利用した方法を提唱した。この指針に基づき合成 したイミダゾピリジン化合物は、分子集積の違いにより青緑と黄色の強い固体ESIPT 発光を示し、ヒートモードで繰り返しスイッチング可能であることが確認され、ESIPT 機構が集積構造変化を発光変化に変換し増幅する上で有効な機構となることが実証できた。

Switching of Solid-state Organic Luminescence by Interconversion of Mode of Molecular Assemblies
To find a novel design concept of tunable luminescent organic solids, we adopted excited-state intramolecular proton-transfer (ESIPT) as a tuning tool. A newly designed compound shows strong blue-green and yellow ESIPT luminescence depending on its solid-state molecular packing, and reproducible luminescence switching is achieved by heat-mode control of its molecular packing, demonstrating the ESIPT to be a promising mechanism for packing-to-luminescence transduction and amplification.


無色透明な白色発光ポリマーフィルム
有機化合物B1は紫外光のみを吸収し、固相で強い青色発光を示す。一方類似の構造を持つY1は 同じく紫外光のみを吸収するが、Y1固体は励起状態でのプロトン移動により低エネルギー・シフト した強い黄色発光を示す。両者及びその混合物を含むポリマーフィルムは無色透明であるが（図の上）、 紫外光を照射するとそれぞれ青色と黄色の発光を示し（図の下）、両者混合系では青色と黄色の混色で 白色発光を示す透明な有機発光フィルムとなる。

Colorless Transparent White-luminescent Polymer Film
Compound B1 absorbs only UV-light and shows intense blue luminescence in the solid state. Similar compound Y1 also absorbs UV-light but shows intense yellow luminescence due to intramolecular proton transfer at the excited state. Figure (upper) shows colorless and transparent films containing B1, B1+Y1 and Y1 from left to right placed on a printed paper under room light. Under UV light (bottom), white luminescence (B1+Y1) is realized by summation of the blue (B1) and yellow (Y1) luminescence.


発光ピエゾクロミズムを示す有機材料の設計
発光の制御が可能な有機固体発光材料は、記録・表示材料として大きな注目を集めている。 平面構造をもつ蛍光性ピレンに４つの水素結合部位を導入したアミド置換テトラフェニルピレン誘導体は、 ガラス基板上で青色発光(a)を示すが、「IIS」の印鑑を押しつけるとその部分のみが青緑の発光(b)に変化し、 熱処理で再び青色発光に戻るという発光ピエゾクロミズムを示す。

Design of Organic Materials showing Piezochromic Luminescence
Controlling and/or tuning the luminescent properties of solid-state organic materials have been the subject of considerable interest. Amide-substituted tetraphenylpyrene, which composed of a planar fluorescent core and multiple hydrogen-binding sites, shows a blue solid-state luminescence when cast on a glass plate (a). By pressing with an 'IIS'-shaped block, the luminescence of the pressed area turned to blue-green (b). The initial blue luminescence is easily restored by heating.

東京大学生産技術研究所
〒153-8505　東京都目黒区駒場4-6-1
Tel : 03-5452-6098 (内) 57980