光機能材料研究室

新規機能性色素-ナノカ-ボン複合材料の開発

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。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機能性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、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を行なっています。 これまでに有機薄膜太陽電池用アクセプター材料として一連のメタノフラーレン誘導体を開発してきており、また、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。

光学分割不要な円偏光発光材料の開発

円偏光発光は光のキラリティーを利用することで、様々な光情報技術への展開が期待されています。本研究では資源的に豊富な金属元素を活用し光学活性な金属錯体を合成することで、新たな円偏光発光材料の開発に取り組んでいます。

• 中尾　秀一

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• 高尾　優子

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論文、著書、解説

1. 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 Lett., 2014, 55, 4564-4567.
2. 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.
3. 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).
4. 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).
5. 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).
6. Y. Takao, K. Moriwaki, T. Mizuno, T. Ohno, “Monocationic porphyrin dyads with fullerene as the electron-accepting material”, Journal of Porphyrins and Phthalocyanines, 2019, 23, 1535-1541.