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論文要約:1,2-Bis(2,4-dimethyl-5-phenyl-3-thienyl)-3,3,4,4,5,5-hexafluoro-1-cyclopentene Selected Papers 2025.10.16

やさしく解説:1,2-Bis(2,4-dimethyl-5-phenyl-3-thienyl)-3,3,4,4,5,5-hexafluoro-1-cyclopentene(ジアリールエテン)—3本の論文から

作成日:2025-10-16 / 対象:一般向け解説

まずは1分で

  • 本分子は光で色が変わる“分子スイッチ”(フォトクロミック分子)の代表格。UVで閉環(濃色)⇄可視光で開環(無色)何度でも繰り返せます
  • 耐久性◎(熱で勝手に戻りにくい)固体/薄膜でも動くため、表示・センサー・粘着制御・発光制御など多用途に使われています。
  • ここでは、(1) 発光の“右回り/左回り”を光で切り替える(2) ポリマーの“くっつき”を光で変える(3) 人工“光合成アンテナ”を光でオン/オフの3つを、やさしく解説します。

1) ねじれ光(CPL)を光でオン/オフ:超分子ゲル(ACS AMI, 2021)

なにをした?

  • キラルゲル化剤+蛍光色素(RhB/DCF)+本フォトクロミック分子で作ったゲルで、円偏光発光(CPL)光で切り替え
  • UVで分子が閉環蛍光色素→本分子へのFRETが起きて蛍光が消えるCPLも“ミュート”。可視光を当てると元に戻る
  • ポイント“ねじれた構造”の情報(キラリティ)ゲル全体に伝わり発光の向き(右/左)まで制御できる。

やさしい解説
舞台の照明(CPL)を、スイッチ(本分子)消したり点けたり光の指示演出が変わるイメージです。

参考(DOI)
Du et al., ACS Appl. Mater. Interfaces 13 (2021) 15501–15508. DOI: 10.1021/acsami.1c00181


2) “くっつく力”が光で変わる:ポリマー接着(Macromolecules, 2018)

なにをした?

  • ポリスチレン薄膜に**本分子(またはスピロピラン)**を混ぜ、ガラスとの付着力を測定。
  • UV照射後せん断強度が最大7倍水中でのはく離が100分の1以下に。可視光で部分的に戻るが、構造変化が“ギュッ”とスキマを埋めるため完全には戻らない
  • ポイント:**分子スイッチの“小さな動き”**が、**界面の“すき間”を減らす“大きな効果”**に増幅。光で接着を調整できる。

やさしい解説
スポンジが水を含んで“目詰まり”するように、分子の形変化界面の穴が埋まりぴったり密着します。

参考(DOI)
Mostafavi et al., Macromolecules 51 (2018) 2388–2394. DOI: 10.1021/acs.macromol.8b00036


3) 人工“光アンテナ”を光スイッチ:エネルギー移動の切替(Adv. Sci., 2024)

なにをした?

  • カーボンドット(青)→BODIPY(緑)→ローダミン(赤)多段FRETアンテナに、本分子を加えて発光色をUV/可視光で切り替え
  • 全体のエネルギー移動効率 ≈ 86%の系で、本分子の開閉に応じてどこへ“光エネルギー”が流れるかスイッチ
  • ポイント光の“道順”光で組み替えるセンサー/表示/通信などの**“賢い”光デバイス**の基礎。

やさしい解説
光の“リレー走”で、バトンの渡し先審判(本分子)合図で切替見たい色だけ強調できます。

参考(DOI)
Yu et al., Adv. Sci. 11 (2024) 2202565. DOI: 10.1002/advs.202402565


使いどころのコツ(一般向けまとめ)

  • 繰り返しに強い開閉を何万〜何百万回くり返しても劣化しにくい例が多い。
  • 固体・湿潤でも動くゲル・ポリマー・カプセルなど**“現実の材料”に組み込んでもしっかりスイッチ**。
  • 発光・接着・エネルギー流1分子で制御色・粘着・光経路同じ合図(光)まとめて操作できる。

よくある質問(FAQ)

Q. 紫外線は材料に悪くない?
A. 可視光でも動く設計フィルターで対処可能。用途に応じて波長設計が行われています。

Q. どこで役立つ?
A. “表示×発光制御”“接着×リリース”、**“光通信・センサーのオン/オフ”**など、省エネな“光リモコン”機能が期待。

Q. 何が難しい?
A. 混ぜ方・配置・向き(自己組織化やポリマー相)次第で効き目が大きく変化設計と試作の両輪が必要です。


出典(本文は下記3本をベースに一般向けに再構成)

  1. Du, S. et al., “Switchable CPL in Supramolecular Gels through Photomodulated FRET,” ACS Appl. Mater. Interfaces 13 (2021) 15501–15508. DOI: 10.1021/acsami.1c00181
  2. Mostafavi, S. H. et al., “Noncovalent Photochromic Polymer Adhesion,” Macromolecules 51 (2018) 2388–2394. DOI: 10.1021/acs.macromol.8b00036
  3. Yu, L. et al., “Multi-Step and Switchable Energy Transfer in Photoluminescent Organosilicone Capsules,” Adv. Sci. 11 (2024) 2202565. DOI: 10.1002/advs.202402565