理工学群の林 正太郎准教授、松尾 匠助教、樋野 優人さん（大学院修士課程化学コース ２年・高知県立中村高等学校出身）らが、フルオランテンと呼ばれる発光性分子の結晶から三次元的な光導波特性の解析に成功、ドイツ化学会が発行する光学材料の専門誌「Advanced Optical Materials 」の表紙を飾りました。

林准教授の所属する機能性高分子化学研究室では、有機分子構造の設計とその合成法、そして分子集積法を考案することで、新しい高分子・結晶集合材料を創造しています。

この度、掲載された論文のタイトルは「Unique 2D Face Topologies in Naphthyl-Appended Naphtho[k]fluoranthene-Based 3D Crystals for Optical Waveguide（光導波路に向けたフルオランテンからなる3D結晶のユニークな2D面トポロジー）」です。

分子結晶※の光導波特性は、特に分子配向性に基づく遷移双極子モーメントの分布に強く依存します。本論文で報告したフルオランテン誘導体はいくつかの報告例がある蛍光色素ですが、合成が難しいうえに結晶材料に展開した例はありませんでした。本研究グループは、溶液中および固体状態で効率的な蛍光を発するナフチル付加ナフト[k]フルオランテンが、1,8-ジブロモナフタレンのPd触媒反応でワンポット合成できる手法を発見しました。得られたフルオランテン結晶にレーザーを当てると、発光が閉じ込められ、効率的に光導波する様子を観測することができました。また、面によって異なるトポロジカル 2D 平面を有しており、その異方性光導波路および集積光回路としての応用の可能性を示唆しました。

林准教授コメント：「Advanced Optical Materialsという素晴らしい雑誌に掲載されただけではなく、表紙絵という最も目立つ状況に興奮しています。我々は新しくデザインされた分子をうまく並べてユニークな分子結晶機能を出したいと思い、この研究に取り組みました。そこに登場した分子がナフトフルオランテンという分子です。とても発光効率が高く、結晶のトポロジーも面白いこの分子に樋野くんは夢中になっていました。樋野くんは、論文５報目の掲載で表紙掲載も５回目の頼もしい学生です。これから博士後期課程での更なる研鑽を期待します」

※分子結晶：有機分子や錯体などが極めて規則的に配列したもの。分子構造から結晶構造を設計することで、光、熱、電子、磁性といった様々な機能を制御できる。

論文タイトル：Unique 2D Face Topologies in Naphthyl-Appended Naphtho[k]fluoranthene-Based 3D Crystals for Optical Waveguide（光導波路に向けたフルオランテンからなる3D結晶のユニークな2D面トポロジー）

論文著者：大学院修士課程化学コース２年　樋野 優人
　　　　　理工学群　助教　松尾 匠
　　　　　理工学群　准教授　林 正太郎

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