RIES

Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University

北海道大学
電子科学研究所

LAST UPDATE 2019/06/06

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    相良剛光 Yoshimitsu SAGARA
    助教 Assistant Professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    北海道大学電子科学研究所
    Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University

    物質科学研究部門 スマート分子材料研究分野
    Material and Molecular Sciences, Laboratory of Smart Molecules
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    光機能性超分子
    メカノフォア
    機械的刺激応答性発光材料
    メカノクロミックポリマー
    Photofunctional Supramolecule
    Mechanophore
    Mechanoresponsive Luminescent Material
    Mechanochromic Polymer
研究テーマ
Research Subject
超分子化学に立脚した機械的刺激応答性発光材料の開発とその応用
Development of mechanical stimuli-responsive luminescent materials based on supramolecular chemistry and their application

研究の背景 Background

我々の生活は、細胞が出すような小さな力から工作機械が出すような大きな力まで、多種多様な機械的(力学的)刺激で満ち溢れています。そのような機械的刺激を可視化する材料は、材料の劣化や材料が受けた刺激を鋭敏に検出することができるため、とても有益です。近年、国内外を問わず、機械的刺激に応答して吸収・発光特性が変化する有機機能性材料の開発が盛んに行われており、機械的刺激を検出する用途への応用が期待されています。

A variety of mechanical force occur both in our bodies and artificial machines. Materials that can visualize such mechanical forces are useful because damages and mechanical failure in materials can be detected by naked eyes. Recently, many organic and inorganic materials have been reported to exhibit mechanical stimuli-induced changes in photophysical properties.

研究の目標 Outcome

我々は、超分子化学的手法を用いて、微細な機械的刺激を可視化、評価できる有機機能性材料の開発に取り組んでいます。現在、比較的単純な分子構造を持つ有機結晶から、液晶、ミセル、超分子ファイバー、ロタキサンといった様々な分子集合体を用いて、微細な機械的刺激に応答して発光特性が鮮やかに変化する材料を開発しています。将来的には、開発した材料を生体材料に応用することも視野に入れて研究を進めています。

Our target is development of supramolecular materials that can visualize and/or evaluate tiny mechanical forces. We design various mechanoresponsive luminescent materials like organic crystals, liquid crystals, supramolecular fibers, micelles, and rotaxanes. Such photofunctional materials can be applied to biomaterials in future.

研究図Research Figure

Fig.1. A pyrene-based luminescent cyclophane showing a supercooled nematic phase. The cyclophane exhibits thermo- and mechanoresponsive luminescence.

Fig.2. A cyano-substituted oligo(p-phenylene vinylene) derivative that shows five different emissive states.

Fig.3. (a) Molecular structure of a rotaxane-based supramolecular mechanophore. (b) Schematic illustration of the working mechanism. (c) Image of the stretched polyurethane film under excitation light of 365 nm.  

文献 / Publications

Adv. Mater. 28, 1073-1095 (2016). J. Am. Chem. Soc. 139, 4302-4305 (2017). Chem. Mater. 29, 1273-1278 (2017). Chem. Mater. 29, 6145-6152 (2017).J. Am. Chem. Soc. 140, 1584-1587 (2018). Angew. Chem. Int. Ed. 57, 2806-2810 (2018). ACS Cent. Sci. 5, 874-881 (2019).

研究者HP