大阪大学
庆应义塾大学
【研究成果のポイント】
电子を受け取る性质の强いお椀型分子を主骨格とした、溶液中で量子収率66％を超える新しい近赤外発光分子の创製に成功
従来の平面型分子を基盘とした系では、分子间相互作用により発光に寄与するエネルギーが失われやすく、特に溶液中での高効率近赤外発光は困难だったが、「お椀型」という形を使うことで可能に
非平面分子を活用した新しい近赤外発光材料设计指针を提示し、生体イメージングや次世代光电子デバイスへの応用展开が期待
大阪大学大学院工学研究科の大学院生のHan Junyiさん（博士後期課程 研究当時）、燒山佑美准教授、武田洋平准教授、櫻井英博教授、同大学先導的学際研究機構の大久保敬教授、同大学大学院基礎工学研究科の岸亮平准教授、庆应义塾大学の酒井隼人専任講師、羽曾部卓教授らの研究グループは、お椀型分子骨格をもつ新しい近赤外発光分子を開発し、非極性溶媒中で66％を超える高い量子収率を得ることに成功しました。本研究では、「曲がった分子構造」を積極的に活用することで、従来困難であった光のふるまいを実現しています。
近赤外光は、生体を透过しやすく背景ノイズが少ないことから、医疗イメージングや光デバイスへの応用が期待されています。しかし、一般によく用いられる平面型の分子は、発光に使うためのエネルギーを失いやすく、特に溶液中で强い近赤外発光を示すことは困难でした。
今回、研究グループは、电子を受け取る性质の强いお椀型分子（トリオキソスマネン、罢翱厂）と、电子を与える分子（トリフェニルアミン、罢笔础）を组み合わせた新しい分子罢笔础-罢翱厂を设计し、溶媒环境に応じて光の性质が大きく変化することを见出しました。特に非极性の溶媒中では、分子内部で电荷が移动した状态を経由しながら、热によって再び蛍光発光を示す现象や、りん光を伴う复雑な発光过程が协奏的に起こることで、高効率な近赤外発光が実现されていることが分かりました。
本成果は、分子の「形」に着目することで光物性を制御できる新たな设计指针を示すものであり、将来的には生体イメージング材料や次世代光电子デバイスへの応用が期待されます。
本研究成果は、英国科学誌「Material Chemistry Frontiers」に、1月29日（木）10時（日本時間）に公開されました。
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