东京大学生产技术研究所物质环境部门有机物质功能化学教授荒木孝二的研究小组确立了能够在加压后改变颜色的有机荧光材料的分子设计方法。目前,使用该方法已经开发出了2种感压性荧光材料。这些材料在受到刻有文字的“印章”按压时,受压部分会发出与周围不同的荧光颜色,可以用于文字的判别。由于材料可以通过加热恢复原状,因此能够用于可重复使用的感压记录材料、压力传感器、应力分布的可视化等用途。
  虽然有很多有机材料都能够在压力和热等外部刺激下改变荧光的颜色。但大部分的变色都是因为材料在外部刺激下发生了化学结合状态变化。所以,重复改变荧光颜色会降低材料的性能。为此,荒木的研究小组开发出了不改变分子本身结构,通过使分子排列方式发生变化获得不同荧光颜色的方法。
  该小组于2005年偶然发现,有机分子排列方式的变化能够改变荧光颜色。此次,该小组利用这一发现,设计出了分子间相互作用力随压力变化的材料。具体来说,此次的材料是通过在显示平面状荧光的分子(荧光分子)上设置氢结合位点,使多个荧光分子通过氢结合成为柱状排列的方式设计合成的。加压后,通过氢结合形成的柱状结构被打乱,荧光分子间的距离缩小,从而产生了荧光颜色的变化。
  使用该方法开发出的材料有两种。这两种新材料的荧光分子分别采用了Tetraphenylpyrene和二萘嵌苯。氢结合位点均为氨根。使用Tetraphenylpyrene的材料在通常状态下照射紫外线时呈现蓝色荧光,加压部分为绿色。由于量子收率高达0.3,荧光的强度非常大。新材料在112℃加热后仍可恢复原状。经确认,使用二萘嵌苯的材料的荧光为绿色,加压后呈橙色。使用二萘嵌苯的材料的详细情况将会在3月下旬于大阪举办的“日本化学第87春期年会”上发表。

                                 来源:日经BP社报道