東京工業大學物質理工學院應用化學系研究生下村祥通、副教授小西玄一、該大學理學院化學系、九州大學、法國南特大學、日本工學院大學組成的研究團隊，透過在發光性有機π電子分子中建立橋聯結構，成功地製造出了單分子超高效發光的固體發光材料。7月11日，該項研究成果率先發表在歐洲化學會聯合會和Wiley-VCH的綜合化學雜誌《Chemistry-A European Journal》的網路版上，並被選爲Hot Paper。
Chemistry-A European Journal封面
近年來，用於有機EL顯示材料及分析的固體強發光螢光色料的性能開發受到了人們的極大關注。爲了使螢光色料同時實施預期的發光顏色和高發光效率，最理想的做法就是在晶體狀態下分離分子，傳統的做法是在色料中引入高電位障取代基。但是這種方法存在降低色料密度及性能，以及不易加工和合成等的缺點。
研究團隊將藍色有機螢光色料中使用的π電子分子「均二苯乙烯」作爲基本框架，透過將兩個雙鍵鬆散地連接在一個短碳氫鏈周圍，形成了一個導入了小環的七環結構橋聯均二苯乙烯。
圖1.分子間具有電子相輔作用的均二苯乙烯（上）和沒有相輔作用的橋聯均二苯乙烯（下）的晶體結構（供圖：東京工業大學物質理工學院應用化學系小西玄一副教授）。
對橋聯均二苯乙烯的光物理可用能特性的研究表明，它在溶液中、凝聚狀態、固態以及分散在薄膜上時，均顯示出幾乎相同的螢光光譜，而且，它在固態下表現出了超過84%的高發光量子產率，實施了單體發光。
另外，單晶X射線結構分析還顯示，單體發光的橋聯均二苯乙烯的晶體結構中分子間不發生電子相輔作用，π平面呈交替扭曲狀態。而在沒有橋聯結構的普通均二苯乙烯中，會產生電子相輔作用的π面積層，變爲固體狀態後，其發光波長與在溶液中相比，會移動至更長的波長上。無論是否爲橋聯結構，晶體中的發光部位（均二苯乙烯）所佔的體積都幾乎相同。
小西副教授說：「目前，我們正致力於改善凝聚系工程塑膠的可加工性，並開發新的液晶分子本身會發出強光，並對電場和磁場作出反應的光敏液晶。」
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Chemistry-A European Journal
論文：Flexible Alkylene Bridges as a Tool To Engineer Crystal Distyrylbenzene Structures Enabling Highly Fluorescent Monomeric Emission
DOI ：doi.org/10.1002/chem.202201884
