큐슈대학 최첨단 유기광 일렉트로닉스 연구센터(OPERA)의 가부량 태조교, 아다치 센바야 센터장은 세계 최초의 유기 재료를 사용한 축광 시스템 개발에 성공. 2017년 10월 3일 「Nature」에 온라인 게재되었다.

 축광 재료는 태양광이나 조명의 빛을 축적해 수시간에 걸쳐 발광할 수 있기 때문에, 시계의 문자판이나 비상 유도등 등, 전력을 필요로 하지 않는 광원으로서 이용되고 있다.그러나, 유로퓸 등의 레어메탈을 포함하는 무기 재료가 사용되고, 또한 합성에는 1000℃ 이상의 고온 처리나 복잡한 많은 공정이 필요하다.이러한 자원적 및 경제적 제약으로 인해 축광재료의 용도는 아직 한정되어 있다.

 이번 연구에서는 단순한 구조의 2개의 유기 분자를 혼합하는 것만으로 축광 발광할 수 있는 것을 알았다.이 유기 분자의 혼합물은 빛을 흡수하면 전자 도너 재료로부터 전자 억 셉터 재료로 전하가 전달되어 전하 분리 상태가 형성된다.이번에는 일반적으로 불안정한이 전하 분리 상태의 안정화에 성공했다.

 이 안정화된 전하 분리 상태는, 일정한 확률로 최초와는 반대의 전하의 전달이 일어나면, 다시 발광 가능한 상태로 돌아가, 빛으로서 그 에너지를 취출하는 것이 가능해진다.

 사용하는 2개의 유기 분자는 간편하게 합성할 수 있고, 혼합하는 것만으로 좋고, 복잡한 프로세스는 불필요하다.또, 이번 해명한 축광 메카니즘에 근거해 최적인 분자 설계를 실시하는 것으로, 용이하게 발광 지속시간·발광 효율의 개선이나 발광색의 제어가 가능.또한, 용매에 대한 가용성, 투명성, 유연성 등의 기존의 무기 축광 재료에서는 실현 곤란한 기능을 부여할 수 있기 때문에, 축광 재료의 새로운 용도를 개척할 것이 기대된다.

논문 정보:【Nature】Organic long persistent luminescence

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