凝集誘起発光(ぎょうしゅうゆうきはっこう、、AIE)は、特定の有機(蛍光色素)が、溶液中にある場合と比較して、凝集状態または固体状態においてより強い発光を示す現象である。

機構 一般的な蛍光色素化合物は固体状態よりも溶液中の方が強い発光を示す。これとは対照的に、凝集誘起発光を示す化合物は、溶液中よりも固体や凝集状態で発光が強くなる。この現象は主に、凝集状態における分子運動の制限に起因すると考えられている。すなわち、凝集誘起発光を示す化合物は、溶液中では光吸収で遷移した励起状態から、分子運動による無輻射過程を経て失活し、基底状態に至る。これに対して凝集状態では、分子運動が抑制されることで無輻射過程によるエネルギーの散逸が抑制され、蛍光効率が向上して発光が強くなる。

研究史 2001年に香港科技大学のによってヘキサフェニルシロールが凝集誘起発光挙動を示すことを初めて報告したのを皮切りに、シロール誘導体やテトラフェニルエチレン誘導体などの化合物が同様の挙動を示すことが報告された。これらの化合物は優れた発光特性を示し、安定な有機EL材料として広く利用されている。

凝集誘起発光増強および結晶化誘起発光増強 有機発光団が溶液中よりも凝集状態の方が高い発光効率を示す現象は、凝集誘起発光増強(、AIEE)と呼ばれる。また、ジケトピロロピロール系やスルホンアミド系の一部の発光団は、結晶状態に入ったときにのみ発光増強を示す。これらの発光団は結晶化誘起発光増強(、CIEE)を示すと呼ばれる。

凝集誘起発光ポリマー 特定の周波数の光を吸収して光を発することができるポリマーを蛍光発光ポリマーと呼ぶ。これらのポリマーは生体材料分野に応用できる。高い生体能力と蛍光性により、研究者がタンパク質の位置を見つけてマークするのに役立つ。構造修飾により、凝集誘起発光の特性を持つポリマーが報告されており、健康な組織を薬の害から保護するのにも役立つ。

出典