公大,光や熱で制御可能なスイッチング分子を開発

大阪公立大学の研究グループは,光スイッチング分子として知られているジアリールエテンの分子構造を少し変化させたアザジアリールエテンが,従来の光スイッチング特性に加えて熱スイッチング特性を示すことを見出した(ニュースリリース)。

光スイッチング分子は,光によって物理化学的性質が変化する分子で,光エレクトロニクスやバイオエンジニアリングなど幅広い研究分野での応用に向けて,活発に研究されている。

研究グループでは,特にジアリールエテンと呼ばれる光スイッチング分子に注目し研究を行なっている。ジアリールエテンは無色体,着色体がともに室温で熱的に安定しており,光によってのみ可逆的に性質が変化する。

しかし,研究グループの最近の研究から,ジアリールエテンの反応点の炭素原子を窒素原子に置換したアザジアリールエテンでは,着色体が熱的に不安定となり,紫外線照射時のみ着色することが分かった。

アザジアリールエテンは,これまで研究を行なってきたジアリールエテンと大きく異なる性質を示したことから,その分子構造を化学修飾によって多様化することで,これまでにない新たな機能・特性を示す可能性がある。そこで,さらなる機能開拓を目指し,アザジアリールエテンの分子構造の多様化およびその特性評価に着手した。

今回の研究では,以前開発したアザジアリールエテンのチオフェン環を酸化させたアザジアリールエテン誘導体を合成し,そのスイッチング特性を評価した。その結果,光照射に伴う可逆的なスイッチング(色の変化)だけでなく,熱によってもスイッチングが起きることが分かった。

また,反応速度論解析と理論計算によって,その反応メカニズムを解明した。さらに,光または熱によって情報を書き込み,光によって情報を消去できる情報記録材料としての応用の可能性を見出した。

研究グループは,この研究成果で得られた知見は,光だけでなく熱によっても切り替え可能なスイッチング分子の開発に向けて,非常に有用であると言え,新たな機能性材料の開発に繋がる可能性があるとしている。

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