九大など、有機材料による蓄光システムを開発

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九州大学は2017年10月3日、有機材料を使った蓄光システムの開発に成功したと発表した。同大学らによると、有機材料による蓄光システムの開発は世界初となる。

従来の蓄光材料はユーロピウムなどのレアメタルの含む無機材料を利用しており、合成過程は1000℃以上の高温処理や粒径制御、溶媒への分散などの複雑なプロセスが必要となる。こうした資源的制約、経済的制約により、蓄光材料の用途は限られていた。

今回の研究では、単純な構造の2つの有機分子(電子ドナー材料と電子アクセプター材料)を混ぜるだけで蓄光発光できることを発見した。

この混合物は、電子ドナー材料から電子アクセプター材料へ電荷の受け渡しが起こり、電荷分離を形成する。このような電荷分離の状態は通常不安定だと考えられているが、今回の研究では、電子ドナー材料を電子アクセプター材料中に分散させることで安定化に成功した。この安定した電荷分離状態は、一定の確率で逆方向に電荷の受け渡しが起こる際に、再度発光可能な状態に戻り、光としてそのエネルギーを取り出せるようになる。

2つの有機分子の合成は簡単に行うことができ、しかも最適な分子設計によって発光持続時間や発光色の制御も可能になる。さらには溶媒への可溶性や透明性、柔軟性などの現在まで難しかった特性を与えることができるため、蓄光材料の新しい用途開拓が期待されるという。

なお、同研究成果は、科学技術振興機構(JST)ERATO「安達分子エキシトン工学プロジェクト」の一環として得られたものだ。

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