関学,アゾベンゼンの結晶化誘起発光を発見

関西学院大学の研究グループは,有機化合物の一種で単独では発光しないアゾベンゼンについて,結晶化させることで発光体として振る舞うこと(結晶化誘起発光)を発見した(ニュースリリース)。

アゾベンゼンは,紫外・可視光を照射することで効率よくトランス-シス異性化が起こることから,様々な光応答性材料の代表分子として広く研究されてきた。しかし,アゾベンゼンは光照射により獲得したエネルギーのほとんどは光異性化に使われるため,光応答性分子として詳細に研究されてきたのに対して,その発光特性についてはほとんど明らかになっていなかった。

今回研究グループは,アゾベンゼン誘導体を結晶化することで3次元的に固定し光異性化を抑制することで,アゾベンゼン由来の発光が観測されるのではないかと着想し,単独では発光しないアゾベンゼン誘導体をプレート状単結晶(直径数10μm)へ結晶化させることで,橙色発光を示す発光体として振る舞うことを見出した。このような結晶化することで発光する象は,結晶化誘起発光と呼ばれ,今回の成果はアゾベンゼン分子がこの現象を示した初めての例となるという。

さらに,ガラス基板上に置いた単結晶の一部に強いレーザー光を照射すると,光異性化が迅速に起こり,それに伴い結晶が崩れ発光しない領域が形成されることが明らかになった。このレーザー光を用いた操作により,同一単結晶に発光(結晶)―非発光(非結晶)領域からなる模様を作り出せることがわかった。

研究グループは,今回のアゾベンゼンの結晶化誘起発光の発見により,アゾベンゼンを使用した新しい発光材料の創出だけでなく,発光してかつ光応答するハイブリッド材料の創出に繋がることが期待できるとしている。

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