\従来より1桁以上高速!/ レアメタルフリーな高速・高効率りん光を実現

理学研究院
宮田 潔志 准教授

有機分子の高速りん光メカニズムを解明

ポイント

・レアメタル(※1)を使わない、有機分子のりん光(※2)の高速化・高効率化に成功。そのメカニズムを解明
・開発した有機分子のりん光効率は世界記録を2倍以上上回り、りん光速度(※3)は従来の1桁以上という好成績を収めた
・従来のレアメタル材料を凌駕・代替しうる有機発光材料の開発に期待

概要

 大阪大学大学院理学研究科の谷洋介助教らの研究グループは、九州大学大学院理学研究院の宮田潔志准教授らのグループと共同で、有機分子のりん光効率の世界記録を大きく更新し、その鍵である高速りん光のメカニズムを解明しました(図1)。
 りん光は、高エネルギー状態の分子が電子スピン(自転のようなもの)の向きを変えながら発光する現象で、有機EL※4やがんの診断に有用です。
 これまで高効率なりん光を得るには、イリジウムや白金などのレアメタルを使うことが重要と考えられていました。しかし、レアメタルは安定供給に課題があり、また、レアメタルを使わずに有機分子で高効率なりん光を実現するメカニズムについては解明されていませんでした。
 今回、研究グループは、独自に開発した有機分子「チエニルジケトン」が高効率なりん光を示すことを明らかにしました。その分子のりん光が従来の有機りん光材料より1桁以上も高速であることを見出し、さらに、有機分子で高速りん光が得られたメカニズムを解明しました。これによりレアメタルに頼らずにりん光を示す有機分子の設計指針が得られ、レアメタル材料を凌駕・代替する有機りん光材料の開発が期待されます。
 本研究成果は、英国王立化学会の「Chemical Science」に、2024年7月4日(木)18時(日本時間)に公開されました。また、当該号のInside Back Coverにて本研究がハイライトされました。

用語解説

(※1)レアメタル
イリジウムや白金などの一部の金属は、電子機器などの重要資源である一方、産出量が少なく、特定の国に偏在しているため、レアメタルと呼ばれる。安定供給が課題で、リサイクルや代替材料の開発が求められている。

(※2)りん光
発光の一種。高エネルギー状態の分子が、電子スピン(自転のようなもの)の向きを変えながら発する光をりん光と呼ぶ。りん光を示す有機分子はごく限られているが、発光が長く続く・酸素センサーとしてはたらく・有機ELの理論効率が高いなど、優れた特徴をもつ。

(※3)りん光速度
りん光の生じやすさの指標であり、光の速度(一秒間に進む距離)とは異なる概念。厳密には「速度定数」であり、りん光の速度自体は、りん光を生じる高エネルギー状態の分子の量にも依存する。

研究に関するお問合せ先

理学研究院 宮田潔志 准教授

詳細

本研究の詳細はこちらをご参照ください。

小惑星リュウグウの水に満ちた化学進化の源流と水質変成の証拠

【7/17開催】第149回アジア・オセアニア研究教育機構(Q-AOS)Brown Bag Seminar Series「ジェンダー平等への「長い列」 ―国際社会と日本の男女共同参画政策の歴史―」

関連記事

  1. 九州大学と京セラが組織対応型連携を開始

    ~九州大学と京セラが組織対応型連携~ 国立大学法人九州大学(総長:石…

  2. エムポックス感染者の隔離はどのように終了するのが…

    マス・フォア・インダストリ研究所岩見 真吾 客員教授隔離終了タイ…

  3. 《3/19開催》第181回アジア・オセアニア研究…

    松島 綾美 教授(理学研究院 化学部門)九州大学アジア・オセアニア研…

  4. 「FUKU OKA Christmas Fest…

    ~移動困難者が自由に回遊・交流し、楽しめるまちづくりを目指します~九州大…

  5. 【11/27開催】人社系協働研究・教育コモンズ …

    ~サステナビリティと投資のチカラで、サステナブルな未来を築いていく三菱UF…

  6. 《10/22開催》2025年度九州大学オープンイ…

    学術と産業が交錯し、予期せぬ改革が始まる場 九州大学は2030年に向…

  7. 難治性⼩細胞肺がんの新たなる治療法を発⾒

    〜難治性がんの根底に秘められた悪性化メカニズムを解明〜ポイント…

  8. 《7/8開催》第18回九州工学教育協会シンポジウ…

    講師 梶原智之准教授(愛媛大学)、長沼祥太郎准教授(九州大学)202…