地方独立行政法人大阪産業技術研究所 - 当法人は、(地独)大阪府立産業技術総合研究所と(地独)大阪市立工業研究所が統合し、平成29年4月1日にスタートしました。研究開発から製造まで、企業の開発ステージに応じた支援を一気通貫で提供し、大阪産業の更なる飛躍に向け、大阪発のイノベーションを創出します。

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有機機能材料研究室

エネルギー変換や環境調和の観点から持続可能な社会の構築に貢献する材料開発を目指し、有機半導体・太陽電池用材料や触媒などに関連して、ナノカーボンや機能性色素を用いた有機機能材料の分子設計、合成や物性に関する研究を行っています。

担当者 お問い合わせなどについては「*」印の連絡担当者へお願い致します。

    • 高尾優子 *
    • 森脇和之

対応領域

有機半導体関連業界、有機太陽電池関連業界、色素材料関連業界、エネルギー関連業界、機能性色素、ポルフィリン、フラーレン、カーボンナノチューブ、フォトニクス材料、化成品中間体、有機合成、グリーンケミストリー、計算化学、有機薄膜

研究内容

新規ポルフィリノイド系有機半導体の開発

近年のエネルギー問題や環境問題より、豊富でクリーンな太陽光線からのエネルギー変換システムが求められています。そこで、太陽光エネルギーから効率良く電子移動を起こして光合成を行うクロロフィルに着目し、その類縁体であるポルフィリノイド色素を利用した機能性材料の開発を行っています。これまでに有機半導体として、光吸収特性とエネルギー状態が従来の材料に比べて優れているサブナフタロシアニン誘導体などを合成しました。

また、カーボンナノチューブやフラーレンなど広がったπ電子系を持つナノカーボン類とポルフィリン色素との新規なハイブリッド材料の開発に取り組み、分子設計と合成、分散性の改良、光学的性質や電子状態などの物性評価、応用性の検討を行っています。

炭素ナノ材料の可溶化を指向した新規化学修飾反応の開発

C60, C70などのフラーレンやカーボンナノチューブ(CNT)などの炭素ナノ材料は、電子機能材料として有望な材料ですが、そのままでは汎用有機溶剤に対する溶解性に乏しく薄膜などへの成型加工が困難なため、可溶化を目指した官能基の化学修飾が材料への応用には欠かせません。 当研究室では、これまでに有機薄膜太陽電池用アクセプター材料の開発を目指して、一連のメタノフラーレン誘導体を創出してきました。

また、これまで蓄積してきたメタノフラーレン合成技術をさらに発展させ、光反応性の置換基を有する化合物とフラーレンを光化学反応させることで、より効率よく選択的にフラーレンの化学修飾反応を起こす反応系の構築を目指しています。

研究成果

論文、著書、解説

  1. Y. Takao, T. Ohno, K. Moriwaki, F. Matsumoto, J. Setsune, “Photooxidation of phenol derivatives using -(dihydroxo)dipalladium(II) bisporphyrin complex”, Journal of Porphyrins and Phthalocyanines, 2010, 14, 64–68.
  2. K. Moriwaki, F. Matsumoto, Y. Takao, D. Shimizu, T. Ohno, “Synthesis and Properties of Novel Methanofullerenes Having Ethylthienyl and/or n-Pentyl Group for Photovoltaic Cells” Tetrahedron, 2010, 7316-7321.
  3. Y. Takao, T. Masuoka, K. Yamamoto, T. Mizutani, F. Matsumoto, K. Moriwaki, K. Hida, T. Iwai, T. Ito, T. Mizuno, and T. Ohno, “Synthesis and properties of novel fluorinated subnaphthalocyanines for organic photovoltaic cells”, Tetrahedron Letters, 2014, 55, 4564–4567.
  4. Y. Takao, F. Matsumoto, K. Moriwaki, T. Mizuno, T. Ohno and J. Setsune, “Preparation of copper complexes coordinated by N21,N22-etheno bridged porphyrin and the application to photooxidation of phenol derivatives” Journal of Porphyrins and Phthalocyanines, 2015, 19, 786-793.
  5. 高尾優子, “有機太陽電池材料を目指した新規ポルフィリノイド系有機半導体の開発”, 機能性色素の新規合成・実用化動向, シーエムシー出版, 182-195 (2016).
  6. 高尾優子,大野敏信, “サブナフタロシアニン系有機半導体材料の開発”, 科学と工業, 90(11), 361-382 (2016).
  7. 高尾優子, “ポルフィリノイド系錯体色素を応用した光酸化反応”, 科学と工業, 92(8), 224-232 (2018).

有機機能材料研究室に関するお問合せ

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