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Research Results 研究成果

世界初!アルミニウムを含む叁重らせん型色素からの円偏光発光を実现

?セキュリティ材料やバイオイメージング技术への応用に期待? 2020.11.02
研究成果MaterialsTechnology

 九州大学大学院工学研究院の小野利和助教、久枝良雄教授、石滨航平大学院生らの研究グループは、大分大学の原田拓典准教授、北里大学の长谷川真士讲师、兵库県立大学の阿部正明教授らとの共同研究により、安価で豊富なアルミニウムを含む叁重らせん型色素を世界で初めて开発し、紫外光照射下で多様な発光色を示す円偏光発光材料の创製に成功しました。円偏光発光とは、左回転もしくは右回転の偏りを持つ光のことであり、セキュリティ分野などの次世代光情报技术への応用が期待されています。従来の円偏光発光材料は、多くの段阶で烦雑な有机合成を必要とすること、高価なキラル分子や希少金属(レアメタル?レアアース)を必要とすることが问题点でした。
 本研究の叁重らせん型色素は、単纯なピロール诱导体、ヒドラジン、塩化アルミニウム等の市贩试薬からわずか2回の工程で合成可能であり、优れた热耐久性と高い蛍光量子収率を示します。らせん构造を持つ顿狈础や蛋白质を高选択的に染色する可能性も秘めており、新たなバイオイメージング技术への応用が期待されます。
 本研究成果は、2020年10月16日(金)にドイツの国際学術誌 「Angewandte Chemie International Edition」にオンライン掲載されました。
 本研究は、科研費新学術領域“ソフトクリスタル (領域代表 加藤昌子)”、“配位アシンメトリ(領域代表 塩谷光彦)”、若手研究A、挑戦的研究(萌芽)、豊田理研スカラー事業、および九州大学QRプログラムの支援のもとで行われたものです。

(参考図)本研究で开発したアルミニウムを含む叁重らせん型色素の代表的な分子构造。右巻きと左巻き螺旋が存在し、分割することで、それぞれが円偏光発光を示す。分子修饰により、紫外光照射下において多様な発光色や白色発光を示す。

研究者からひとこと

資源の少ない日本において、レアメタル等の希少元素の代替物質を探る元素戦略が注目を集めています。 本研究は、地殻中に最も多く存在する金属元素であるアルミニウムを用いて、簡便かつ高機能な材料の創製を達成することができました。今後も分子デザインに磨きをかけ、実社会に役立つ分子を生み出したいと考えています。

 

【用语解説】
*1 叁重らせん型色素
叁つ编み构造で形成された色素。叁重らせんは、天然ではコラーゲンの构造に见られる。
*2 キラル分子
ある构造を镜に映した际、得られる构造が元の自分自身と重ね合わせることのできない分子。
*3 レアメタル?レアアース
地球上で採掘可能な量が少なかったり、様々な理由から流通量や使用量の少ない希少な元素のことをレアメタルと呼ぶ。なかでもレアメタルの一部の元素(希土类)は、レアアースと呼ばれる。
*4 ピロール诱导体
五员环构造を持つ复素环芳香族化合物。光合成色素であるクロロフィルや天然色素のビタミン叠12などに含まれる化学构造の1种である。
*5 ヒドラジン
分子式狈2贬4で表される无机化合物。液体燃料としても利用される。

 

论文情报

タイトル:
著者名:Toshikazu Ono Kohei Ishihama Ai Taema Takunori Harada Kiyonao Furusho Masashi Hasegawa Yuki Nojima Masaaki Abe Yoshio Hisaeda
掲載誌:Angewandte Chemie International Edition
顿翱滨:10.1002/补苍颈别.202011450

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