発光性有機基を導入したメソポーラス有機シリカPeriodic mesoporous organosilicas bridging organic chromophores
1 株式会社豊田中央研究所Toyota Central R&D Laboratories, Inc. ◇ 〒480-1192 愛知県長久手町
2 JST-CRESTCore Research for Evolutional Science and Technology (CREST), JST
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骨格に発光性有機基を導入したメソポーラス有機シリカ(PMO)に関して,最近の研究動向を解説すると共に,今後の方向性を議論する。PMOは,細孔骨格及び細孔内に独立に異なる発光性分子を導入できるため,骨格中の有機基から細孔内色素への励起エネルギー移動等,細孔にのみ色素を固定したメソポーラスシリカにはないユニークな機能発現が期待できる。ビフェニル架橋PMOは骨格中に高密度に充填した有機基に基づく高い光吸収能と高い蛍光量子収率(ϕ=0.45)を示し,PMOが発光材料として高い可能性を有することを示す。ナフタレン架橋PMOは骨格中の有機基が非晶質の場合はエキシマー的,結晶状の場合はモノマー的な発光特性を示し,架橋有機基の配列状態によって有機基間相互作用が異なった。一方,可視発光性オリゴフェニレンビニレン架橋PMOでは,架橋有機基への嵩高い置換基の導入により有機基間相互作用が抑制され,高効率発光(ϕ=0.66)を示した。これらの知見は,発光機能という着眼点がPMOの新たな研究領域として将来大いに発展することを示唆し,今後の研究の進展が期待される。
This review focuses on progress in the development of periodic mesoporous organosilicas (PMOs) bridging luminescent organic groups and directions for future researches on them. Incorporation of luminescent organic groups in the PMO framework allows for the preparation of materials with dissimilar luminescent groups in two spatially separated regions; the framework and the mesopore channels, in contrast to conventional mesoporous silicas which bear luminescent dyes only in the channels. In the multi-dye system, excitation energy transfer from the framework donors to acceptors in the mesochannels is observed. Biphenyl-bridged PMO exhibits efficient light absorption due to the dense packing of chromophores in the framework, and a high luminescence quantum yield (ϕ=0.45), demonstrating the potential of PMOs as a luminescent material. Naphthalene-bridged PMOs with amorphous and crystal-like frameworks show excimer and monomeric fluorescence, respectively, indicating that the interaction among bridging organic groups in PMOs differs between these frameworks. On the other hand, efficiently visible-light fluorescent PMOs (ϕ=0.66) were developed by introduction of bulky substituents to the bridging oligo(phenylenevinylene) moieties. These recent developments highlight the potential of luminescent PMOs as a new technology, which should be supported by further investigation of the optical properties and functionalization of PMOs.
キーワード:メソポーラス有機シリカ;発光性有機基;可視発光;発光量子収率
Key words: Periodic mesoporous organosilica; Organic chromophore; Visible-light luminescence; Luminescence quantum yield
© 2009 ゼオライト学会© 2009 Japan Association of Zeolite
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