分子で考える「力と光」

摘要

分子の機能を上手に材料(バルク)の機能へと転写するには、分子の配列•配向および周辺環境を考慮して材料開発することが不可欠である。ここではその分子機能として、環境(とくに応力)によって変わる発光特性に着目した筆者らの研究例を紹介する。一般に、発光団が密に集合している系では、バルクの光物性は発光団の相対的な空間配置に大きく影響を受ける。エネルギー移動、J会合発光、エキシマー発光、金属錯体間のd軌道相互作用による特有の発光など、メカニズムは違えど、どれも広義には色素間相互作用に由来する現象である。%Molecular alignment is important for the exhibition of molecular functions in bulk materials. The author introduces some examples in which luminescence of materials, particularly mechanochromic luminescence, have been designed based on molecular fluorescence and molecular alignment. The sentences are composed of following three topics,1)distinct solid-state fluorescences only depending on fluorophore alignment (Angew. Chem., Int. Ed., 51，714-717 (2012)), 2) discrimination of anisotropic and isotropic stresses by mechanochromism (J. Am. Chem. Soc., 135, 10322-10325 (2013)), and 3) quick and reversible visualization of the stress on a fluorescent polymer film. In the last system, a dynamic fluorophore has been synthesized to realize force-induced fluorescence color change in single molecule(J.Am. Chem. Soc., 135, 8842-8845 (2013) and Chem. Eur. J., 20, 2193-2200 (2014)). The interplay of molecular functions and molecular mechanics becomes more and more important for the creation of fuctional materials, in which the molecular alignment is the key to the synergistic functions.