【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.21】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24NR5023

利用課題名 / Title

光反応分子システムの開発

利用した実施機関 / Support Institute

奈良先端科学技術大学院大学 / NAIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者）/Internal Use (by ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions

キーワード / Keywords

核磁気共鳴/ Nuclear magnetic resonance, 質量分析/ Mass spectrometry,赤外・可視・紫外分光/ Infrared/visible/ultraviolet spectroscopy,核磁気共鳴/ Nuclear magnetic resonance,赤外・可視・紫外分光/ Infrared/visible/ultraviolet spectroscopy,X線回折/ X-ray diffraction,質量分析/ Mass spectrometry,コンポジット材料/ Composite material,高強度・生分解性プラスチック/ High-strength, biodegradable plastic

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

河合 壯

所属名 / Affiliation

奈良先端科学技術大学院大学物質創成科学領域光反応分子科学研究室

共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes

森本積,山田美穂子

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes

西川 嘉子,片尾 昇平,小池 徳貴,淺野間 文夫,宮家 和宏,藤原 正裕,石原 綾子,大野 智子,山垣 美恵子,河合 由子,上久保 順子

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NR-101：500MHz NMR
NR-102：400MHz 固体・溶液NMR
NR-103：600MHz NMR
NR-304：高性能単結晶X線自動解析装置
NR-501：マトリックス支援レーザーイオン化Spiral飛行時間型質量分析計

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

光反応性の分子材料と反応システムの開発及びその解析に取り組んだ。光反応に伴い可逆もしくは非可逆に分子構造および物性が変化する性質を利用して封止材料やレジストなどの半導体製造の基盤材料や医療用材料としての活用が進んでいる。本研究では新規の分子材料の設計、合成および解析をおこなった。

実験 / Experimental

ジアリールエテン誘導体やナフトキノン誘導体などの新規光反応材料や新規触媒反応の開発を行い、これに伴う核磁気共鳴スペクトル、X線構造解析、質量分析スペクトルなどの解析を通じて分子材料と反応プロセスの開発を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

ジアリールエテン誘導体やナフトキノン誘導体などの多くの新規材料の開発を達成し、いくつかは論文発表に至った。代表的な成果としてはコラニュレン誘導体を導入した高感度フォトクロミック分子の開発、マイクロカプセル内における光反応系の構築と蛍光スイッチング特性による高感度センサーへの展開などイノベーションに向けた展望を得た。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

１．Shiho Katsumi, Amino methoxy difluoroboron diketonate as a multicolor and multi-responsive polymorphic fluorescence emitter, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 447, 115254(2024).DOI: 10.1016/j.jphotochem.2023.115254　２．Akiho Horibe, Dye adsorption-assisted colloidal dispersion of single-walled carbon nanotubes in polar solvents, RSC Applied Interfaces, 1, 80-85(2024).DOI: 10.1039/D3LF00119A

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

1. Ryuta Imai, Bis(corannulenyl)ethene as an efficient photochromic material, Journal of Materials Chemistry C, 12, 15654-15661(2024).
   DOI: 10.1039/D4TC03175J
   
2. Ramarani Sethy, Fluorescence Microscopy Imaging of Light-Harvesting in Self-Assembled Nanofibers of Naphthalenediimides toward Perylenediimide Guests, ACS Applied Materials & Interfaces, 17, 10976-10985(2025).
   DOI: 10.1021/acsami.4c19675
   
3. Magin Benedict Ferrer, Cascade Fluorescence Modulation in Photochromic Microcapsules, ACS Applied Materials & Interfaces, 16, 57626-57635(2024).
   DOI: 10.1021/acsami.4c09023
   
4. Taichi Muto, Synthesis and Spectroscopic Properties of Diarylethene‐Subporphyrinoid Hybrids, ChemPhysChem, 26, (2024).
   DOI: 10.1002/cphc.202400615
   
5. Tomoko Yagi, Semiconducting Carbon Nanotube Extraction Enabled by Alkylated Cellulose Wrapping, Journal of the American Chemical Society, 146, 20913-20918(2024).
   DOI: 10.1021/jacs.4c05468
   
6. Yo Shimizu, Dynamic change of molecular conformation generating a variation of liquid crystalline phases for triphenylene mesogens with peripheral alkoxyazobenzenes, Liquid Crystals, 51, 2313-2320(2024).
   DOI: 10.1080/02678292.2024.2349669
   
7. Yugo Tsuji, Room‐Temperature Inversion of Phosphorescence and Fluorescence Emission Triggered in Twisted Dimeric Structures Displaying Excitonic Coupling, Chemistry – A European Journal, 31, (2025).
   DOI: 10.1002/chem.202500762
   
8. Yohei Hattori, A Luminescent Stable Triarylmethyl Diradical with an Axially Chiral Spacer, Chemistry – A European Journal, 31, (2025).
   DOI: 10.1002/chem.202500284
   

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件