2021-11-30 沖縄科学技術大学院大学,九州大学,日本学術振興会,科学技術振興機構
蓄光材料は非常誘導灯や時計、夜光塗料などに幅広く利用されていますが、現状の蓄光材料は結晶性無機材料で構成されており、高性能な蓄光材料はレアメタルや１０００度以上の高温処理を必要とします。
九州大学 大学院工学府 博士課程の陣内 和哉 大学院生（研究当時）、最先端有機光エレクトロニクス研究センター（ＯＰＥＲＡ）の安達 千波矢 センター長と沖縄科学技術大学院大学（ＯＩＳＴ）の嘉部 量太 准教授、Ｚｅｓｅｎ Ｌｉｎ 研究員らの研究グループは、レアメタルを必要としない有機材料を利用した蓄光発光（Ｌｏｎｇ Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）材料の高性能化に成功しました。
２０１７年に本研究グループは、世界で初めて、電子ドナー性（電子供与性）と電子アクセプター性（電子受容性）を有する２つの有機材料を混合し、加熱融解したフィルムにおいて蓄光発光が得られることを「Ｎａｔｕｒｅ」誌に報告しました。しかし、蓄光発光の発光持続性能は市販される無機蓄光材料の１００分の１程度にとどまり、光を吸収できる波長も紫外光付近に限定されていました。また、酸素によって強い消光を生じるため、大気下での利用が困難でした。
今回、本研究グループは、吸収波長の広い材料の選択、酸素との反応を低減するホール（正孔）拡散機構の利用、電荷蓄積材料添加によるエネルギー蓄積状態の安定化によってこれらの課題を大幅に解決し、窒素下では従来に比べ約１０倍の性能を示し、大気下でも機能する有機蓄光材料を実現しました。本研究の有機蓄光材料を活用すればレアメタルを必要としない持続可能な産業の拡大と多様化が期待されます。
本研究成果は、２０２１年１１月２９日（月）（ロンドン時間）に科学雑誌「Ｎａｔｕｒｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」にて公開される予定です。
本研究の成果は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） ＥＲＡＴＯ 安達分子エキシトン工学プロジェクト（ＪＰＭＪＥＲ１３０５）、ＪＳＴ ＦＯＲＥＳＴ（ＪＰＭＪＦＲ２０１Ｈ）、日本学術振興会（ＪＳＰＳ） 科研費ＪＰ１８Ｈ０２０４９、ＪＰ２１Ｈ０２０２０、ＪＳＰＳ研究拠点形成事業、ＯＩＳＴ ＰＯＣプログラム、九州大学 エネルギー研究教育機構の支援により得られたものです。
＜論文タイトル＞
- “Organic long-persistent luminescence stimulated by visible light in p-type systems based on organic photoredox catalyst dopants”
- ＤＯＩ：10.1038/s41563-021-01150-9
＜お問い合わせ先＞
＜研究に関すること＞
安達 千波矢（アダチ チハヤ）
九州大学 最先端有機光エレクトロニクス研究センター センター長
嘉部 量太（カベ リョウタ）
沖縄科学技術大学院大学 有機光エレクトロニクスユニット 准教授
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
加藤豪（カトウ ゴウ）
科学技術振興機構 研究プロジェクト推進部
＜報道担当＞
九州大学 広報室
沖縄科学技術大学院大学 メディア連携セクション
科学技術振興機構 広報課
