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結晶構造と色の変化、有機光デバイス開発の強力ツール

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メロシアニン色素早稲田大学大学院理工学研究科の加藤徳剛客員講師、同学理工学部物理学科の上江洲由晃教授らのグループは、(財)高輝度光科学研究センター、宇都宮大学工学部と共同で、有機色素分子の2次元結晶のX線構造解析を行い、結晶構造とその結晶の色との関係を定量的に明らかにした。

  一般に有機色素分子は、結晶化すると色が変わる。なかでも可視光吸収ピークが、結晶化することで長波長側にシフトしたものを、一般にJ会合体と呼ぶ。J会合体は銀塩写真の光増感剤として長年使われており、現在では高速応答非線形材料としても注目されている。(引用:
知財情報局


メロシアニンと呼ばれる色素に長いアルキル鎖(脂溶性)、逆側にカルボン酸(水溶性)を導入したものが、両親媒性メロシアニン色素です。両親媒性メロシアニン色素は、水面上に単分子層厚のJ会合体(2次元結晶)を形成し、結晶化により赤色から青色に変わります。(図の分子の青色、赤色は関係ありません。)その色変化を定量的に計算式に導出したそうで、他の有機色素分子の結晶構造をその吸収スペクトル(色)から予測するのに有効であるそうです。

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両親媒性メロシアニン色素のJ会合体と三つの謎
 
有機色素分子の結晶構造と結晶化による色変化との関係

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Chem-Station代表。早稲田大学理工学術院教授。専門は有機化学。主に有機合成化学。分子レベルでモノを自由自在につくる、最小の構造物設計の匠となるため分子設計化学を確立したいと考えている。趣味は旅行(日本は全県制覇、海外はまだ20カ国ほど)、ドライブ、そしてすべての化学情報をインターネットで発信できるポータルサイトを作ること。

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