吉岡 直樹 (ヨシオカ ナオキ)

Yoshioka, Naoki

写真a

所属(所属キャンパス)

理工学部 応用化学科 (矢上)

職名

教授

HP

外部リンク

総合紹介 【 表示 / 非表示

  • π電子系有機固体の磁気特性を中心とした電子物性を分子機能材料への応用を念頭において探求している。安定有機ラジカル、遷移金属錯体、共役高分子などを研究対象として、分子系におけるスピン整列のメカニズムを明らかにしながら分子工学的なアプローチで分子磁性体を構築するための集積技術の確立を目指している。具体的には、以下の研究課題に取り組んでいる。
    (1)非共役骨格を介した分子内スピン整列挙動を活用した分子強磁性体の構築
    (2)分岐したπ共役系を活用した高スピン分子の設計
    (3)金属-非金属間多重結合とアキシアル自己集積を活用した単一金属強磁性連鎖の構築
    (4)ラジカル前駆体の電子状態を利用した有機蛍光色素の開発
    (5)ポリラジカル高分子の電子構造解析と機能物性評価

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1990年04月
    -
    1992年03月

    早稲田大学/日本学術振興会(理工学部) ,特別研究員

  • 1992年04月
    -
    1993年03月

    日本学術振興会(Massachusetts大学) ,海外特別研究員

  • 1993年04月
    -
    1996年03月

    慶應義塾大学(理工学部) ,助手

  • 1996年04月
    -
    1999年03月

    慶應義塾大学(理工学部) ,専任講師

  • 1999年04月
    -
    2007年03月

    慶應義塾大学(理工学部) ,助教授

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学歴 【 表示 / 非表示

  • 1985年03月

    早稲田大学, 理工学部, 応用化学科

    大学, 卒業

  • 1987年03月

    早稲田大学, 理工学研究科, 応用化学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 1990年03月

    早稲田大学, 理工学研究科, 応用化学専攻

    大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 / 非表示

  • 工学 , 早稲田大学, 1990年03月

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • ナノテク・材料 / 機能物性化学 (有機機能材料化学)

  • ナノテク・材料 / 有機機能材料 (分子磁性)

  • ナノテク・材料 / 高分子化学 (機能性高分子)

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 分子磁性

  • 磁気化学

  • 結晶化学

  • 構造-機能相関

研究テーマ 【 表示 / 非表示

  • 強磁性分子集合体の構築, 

    1995年
    -
    継続中

  • 安定有機ラジカルの合成研究, 

    1993年
    -
    継続中

  • 非共役骨格を介した磁気的相互作用を利用した基底多重項分子の設計, 

    2016年
    -
    継続中

  • 強磁性スピン整列を安定化させる縮環共役骨格の探索, 

    2021年
    -
    継続中

  • 金属錯体の自己集積挙動と磁気特性評価, 

    2000年
    -
    継続中

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共同研究希望テーマ 【 表示 / 非表示

  • パイ電子系有機固体の機能・物性評価

    産学連携、民間を含む他機関等との共同研究等を希望する,  希望形態: 受託研究, 共同研究

 

著書 【 表示 / 非表示

  • Advances in Organic Crystal Chemistry

    吉岡 直樹, Springer-Verlag GmbH, 2015年08月

    担当範囲: 669-688

  • Magnetic Properties of Organic Materials

    吉岡直樹、井上秀成, Marcel Dekker, 1999年05月

    担当範囲: 553-572

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    水素結合を駆動力とした自己集積型安定有機ラジカルのデータをもとに強磁性有機固体の構築を目指した分子配列の制御法について解説した。

  • 電子機能

    西出宏之, 吉岡直樹, 土田英俊, 学会出版センター, 1990年04月

    担当範囲: 125-156

     概要を見る

    高分子金属錯体をスピン化学の立場から分類し、分子性化合物におけるスピン整列のメカニズムおよび分子性磁性材料の設計法を総論的に解説した。

論文 【 表示 / 非表示

  • 4-Arylethynyl-5-fluorobenzoyl-1-methylimidazole Exhibiting Self-Recovering Mechanofluorochromism and Forming Fluorescence Molecular Glass

    Youhei Miura,Kazuki Murai, Kazufumi Yamada, Naoki Yoshioka

    Bulletin of the Chemical Society of Japan (公益社団法人 日本化学会)  94 ( 10 ) 2444 - 2450 2021年09月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

     概要を見る

    4-Arylethynyl-5-fluorobenzoyl-1-methyl-1H-imidazoles exhibited self-recovering mechanofluorochromism and formed a glass state. Although the solid sampleof the anisyl-substituted 1a and dimethoxyphenyl-substituted 1b exhibited no and blue f luorescence, respectively, they exhibited bluish-green fluorescence after grinding. These compounds recovered the color of their fluorescence after approximately 20s and after 20h, respectively. Both compounds exhibited non-crystalline samples after melting and rapid cooling to room temperature. Based on thermal analysis, it was found 1a and 1b were supercooling liquid and glass, respectively, at room temperature. Both non-crystalline samples exhibited fluorescence at a wavelength longer than that of the solid state. DFT calculations indicated that the bluish-green fluorescence of the ground and noncrystalline samples was derived from the twisted intramolecular charge transfer excitation state.

  • V-shaped fluorophores with a 1-methyl-4,5-bis(arylethynyl)imidazole skeleton displaying solid-state fluorescence, acid responsiveness, and remarkable fluorescence solvatochromism

    Miura Y., Kobayashi K., Yoshioka N.

    New Journal of Chemistry (New Journal of Chemistry)  45 ( 2 ) 898 - 905 2021年01月

    ISSN  11440546

     概要を見る

    Novel V-shaped fluorophores with an imidazole skeleton composed of arylethynyl moieties were developed. Their HOMO-LUMO energy gaps were well controlled by the introduction of electron-withdrawing or -donating groups in the aryl moiety. Compounds with different substituents at the 4- and 5-positions were selectively synthesized exploiting the difference in reactivity between the iodo and bromo groups. All compounds synthesized displayed fluorescence not only in solution but also in the solid state. The compound with a donor-acceptor structure displayed a fluorescence maximum with a wavelength over 500 nm and a large Stokes shift of about 150 nm, due to its intramolecular charge transfer character. In the solid state, the synthesized compounds have planar structures, indicating an expansion of π-conjugation. Upon exposure of the compounds in the solid state to acid vapor, the fluorescence of the compounds with acceptor groups was quenched, and that of the others shifted to longer wavelengths.

  • Unique Superparamagnetic‐like Behavior Observed in Non‐π‐delocalized Nitroxide Diradical Compounds Showing Discotic Liquid Crystalline Phase

    TAKEMOTO YUSA, ZAYTSEVA ELENA, SUZUKI KATSUAKI, YOSHIOKA NAOKI, TAKANISHI YOICHI, FUNAHASHI MASAHIRO, YUCHIDA OSHIAKI, AKITA TAKUYA, PARK JAYEONG, SATO SHUICHI, CLEVERS SIMON, COQUEREL GÉRARD, AZHUKIN DMITRII G., SHIMONO SATOSHI, SUGIYAMA MASAHITO, TAKAHASHI HIROKI, YAMAUCHI JUN, TAMURA RUI

    Chemistry A European Journal (Wiley)  24 2018年10月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

  • Magneto-Structural Correlation of Cyano-Substituted 3-tert-Butyl-1-phenyl-1,2,4-benzotriazin-4-yl: Spin Transition Behaviour Observed in a 6-Cyano Derivative

    TAKAHASHI YUSUKE, TSUCHIYA NAOYA, MIURA YOUHEi, YOSHIOKA NAOKI

    New Journal of Chemistry 42 ( 12 ) 9949 - 9955 2018年06月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

     概要を見る

    New cyano-substituted 3-tert-butylbenzotriazinyls, 7CN and 6CN, were synthesized and their spectroscopic properties and magneto-structural correlation were investigated. The radical 7CN formed a 1D columnar structure and displayed an antiferromagnetic interaction along the column (J = -15.8 cm^-1). The 6-cyano substituted radical 6CN also formed a 1D columnar structure and exhibited a reversible spin transition at ca. 284 K in the range of 6 K. The molecular arrangements in the high-temperature phase (300 K) and low-temperature phase (263 K) were evaluated by X-ray crystallographic analysis and the molecules slightly rotated while remaining in the 1D columnar structure, resulting in a phase transition. The spin transition behaviour was caused by the structural phase transition, which was consistent with the DSC and computational studies.

  • Magnetic Interactions through a Nonconjugated Framework Observed in Back‐to‐Back Connected Triazinyl–Nitroxyl Biradical Derivatives

    TAKAHASHI YUSUKE, MATSUHASHI RYO, MIURA YOUHEI, YOSHIOKA NAOKI

    Chemistry A European Journal (Wiley)  24   7939 - 7948 2018年05月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

     概要を見る

    Three hetero-biradical derivatives, with the structure of a back-to-back connected benzotriazinyl and tetramethyl or tetraethylisoindoline N-oxyl sharing a common benzo ring, 1-tBu, 1-Ph, and 2-tBu, were synthesized and characterized by single-crystal X-ray analyses, variable-temperature magnetic susceptibility studies, and DFT calculations. Although these radical derivatives form a columnar or chained assembly in the solid state, magnetic measurements of diluted samples in the polymer matrices and computational result simply that the magnetic properties of the polycrystalline sample can be explained by a two-spin system with an intramolecular antiferromagnetic interaction. The moderately strong intramolecular antiferromagnetic interactions can be interpreted by a through-bond interaction through the nonconjugated framework and/or through-space interactions based on molecular orbital theory. The strong distance dependency between the N-O spin site and vinylic carbon atoms indicates that the orbital interaction plays an important role in the intramolecular magnetic interaction.

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KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

総説・解説等 【 表示 / 非表示

  • ニトロニルニトロキシド有機固体における磁気的相互作用-水素結合を用いたアプローチー

    長島英明、吉岡直樹

    日本結晶学会誌 46 ( 5 ) 364 - 369 2004年05月

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌), 共著

  • 磁性分子集合体-水素結合を利用したアプローチ-

    長島英明、吉岡直樹

    表面 41 ( 3 ) 89 - 95 2003年09月

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア), 共著

  • 21世紀の新しい分子機能材料

    化学工業  ( 1月号 ) 11 - 16 2001年01月

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア), 単著

  • 高スピン系磁性材料

    吉岡直樹、西出宏之

    機能材料 18   59-68 1998年09月

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア), 共著

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    分子性強磁性体の研究動向を物質の形態別に紹介した。(10頁)

  • 水素結合を利用したニトロキシドラジカルの集積化とLB膜の作製

    表面科学 19   244 - 248 1998年04月

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア), 単著

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    水素結合により自己集積するニトロキシドラジカルの磁性と分光学的性質を紹介し、LB磁性薄膜の可能性について解説した。(5頁)

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研究発表 【 表示 / 非表示

  • 種々の置換基を導入した4-アリールエチニル-5-ベンゾイルイミダゾール誘導体の結晶で観測される自己回復性メカノフルオロクロミズム

    毛利 匡佑、三浦 洋平、吉岡 直樹

    日本化学会第102春季年会 (オンライン 15:00 〜 15:10) , 

    2022年03月

    口頭発表(一般)

  • インドールおよびベンズイミダゾールニトロニルニトロキシドの集積構造および磁気特性に及ぼすメチル基導入の効果

    久冨 雄大、目見田 捷俊、佐久間 聡、三浦 洋平、吉岡 直樹

    日本化学会第102春季年会 (オンライン) , 

    2022年03月

    口頭発表(一般)

  • 長鎖置換基を導入した5-アリールエチニル-4-(2-ピリジルエチニル)イミダゾールの超分子形成と蛍光特性

    安藤 直行、村井 一貴、三浦 洋平、吉岡 直樹

    日本化学会第102春季年会 (オンライン) , 

    2022年03月

    ポスター発表

  • 相転移を示さない5-Fluorobenzoyl-4-methoxyphenylethynyl-1-methylimidazole結晶のThermosalient効果

    三浦 洋平、武田 貴志、芥川 智行、吉岡 直樹

    日本化学会第102春季年会 (オンライン) , 

    2022年03月

    口頭発表(一般)

  • 四座シッフ塩基ニトリドクロム(V)錯体の集積および磁気特性に及ぼす配位子導入置換基の効果

    坂 健人、石田 そのみ、柴田 晃太郎、三浦 洋平、吉岡 直樹

    日本化学会第102春季年会 (オンライン) , 

    2022年03月

    口頭発表(一般)

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競争的研究費の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 局在ニトロキシドラジカル骨格を含むπ共役系ポリマーを基盤とする磁性半導体の創製

    2020年04月
    -
    2023年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 吉岡 直樹, 基盤研究(C), 補助金,  研究代表者

  • スピロ共役した不対電子間相互作用を活用した高次元スピンネットワークの構築

    2013年04月
    -
    2016年03月

    科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会), 吉岡 直樹, 挑戦的萌芽研究, 補助金,  未設定

     研究概要を見る

    有機物からなる強磁性体の開発は、機能材料の出現につながる重要な研究課題である。空間的に分子の広がりを持つ開殻分子を設計するために、スピロ共役型分子に着目し、基礎的知見を整理することを目的とした。具体的には、放射状に広がった系の中心構造としてスピロ共役を介した軌道間相互作用に基づき強磁性的なスピン整列が期待されるビアクリジン構造を、また複数のフェニル環を有する窒素中心型安定有機ラジカルを選択した。これらを効率よく合成するために、ラジカル状態で分子を化学修飾する方法を開拓した。さらにヘテロ原子を含むスピン原子を介した軌道間相互作用により、強磁性的にスピン整列することを計算化学的に明らかにした。

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    研究分野:ナノ材料・ナノバイオサイエンス
    研究種目:挑戦的萌芽研究
    研究分野:機能物性化学

  • 水素結合を利用した強磁性ニトロキシラジカル集積体の開発

    2011年04月
    -
    2013年03月

    科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会), 吉岡 直樹, 補助金,  研究代表者

     研究概要を見る

    有機物のみからなる磁性材料の開発は、全く新しい有機機能材料の出現につながる基礎的かつ重要な研究課題である。本研究では、研究代表者が見出した“スピン整列を促す超分子シントン”をベースにラジカル分子に化学修飾を行い、その効果を精密な磁気物性評価から検証し、高性能な純有機ナノ磁性材料を構築することを目的としている。
    平成24年度においては、インドール環を環拡張した誘導体の系統的な合成を完了した。合成した有機ラジカル結晶について各種分光学的測定および物理化学的測定を実施した。固体状態における磁気特性は、直流および交流SQUID磁束計を用いて評価した。直流モル磁化率の温度依存性からラジカル分子間の相互作用を詳細に議論した。また、X線構造解析より得られる結晶座標を用いてDFT計算を実施した。実験データとモデル式を非線形最小二乗法で解析し、磁気カップリングに関する各種パラメータを算出した。ベンゾ縮環した誘導体は、母骨格とは異なるカラム配列で結晶化した。新たな磁気軌道の接近様式が見出された。これは、複素環部位の電子的な効果であると考察した。さらに、SOMO同士の接近様式の調査より、接近距離に加え、ラジカルユニットのなす角度も大きく影響していることが明らかになった。
    以上を総合して、水素結合部位としてインドール型ニトロニルニトロキシド一連の新規誘導体を合成し、水素結合様式と集積体の磁気特性を定量的に議論することで、高次元スピンネットワーク構築に適したラジカルの分子設計に必要な知見を蓄積することができた。

     備考を見る

    研究領域:分子自由度が拓く新物質科学
    研究課題/領域番号:23110724
    研究種目:新学術領域研究(研究領域提案型) 

  • リチウムイオン二次電池の安全性を高めるレドックス・シャトル剤の分子設計と電解質への応用

    2010年11月
    -
    2011年10月

    研究成果最適展開支援プログラム(A-STEP) フィージビリティスタディ(シーズ顕在化), 受託研究,  未設定

  • 自己集積型有機ラジカルの化学修飾による高次元スピンネットワークの構築

    2008年04月
    -
    2011年03月

    科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会), 補助金,  未設定

     備考を見る

    研究課題/領域番号:20310060
    研究種目:基盤研究(B)
    応募区分:一般
    研究分野:ナノ材料・ナノバイオサイエンス

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知的財産権等 【 表示 / 非表示

  • 光電変換素子及びΠ共役型有機ラジカル化合物

    出願日: 特願2011-104225  2011年05月 

    発行日: 特許第5996255号  2016年09月

    特許権, 共同

受賞 【 表示 / 非表示

  • 早稲田大学水野賞

    吉岡 直樹, 1990年03月

 

担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 化学A

    2022年度

  • 量子化学基礎

    2022年度

  • 卒業研究

    2022年度

  • 基礎理工学特別研究第1

    2022年度

  • 物性有機化学特論

    2022年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 / 非表示

  • 応用化学計算基礎

    慶應義塾

    2013年04月
    -
    2014年03月

    秋学期, 講義, 1時間

 

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 高分子学会 超分子研究会, 

    2010年04月
    -
    2012年03月
  • The 3rd Japanese-Russian Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices, 

    2009年07月
    -
    2009年11月
  • 第8回高分子錯体国際会議(MMC-8 Tokyo), 

    1998年07月
    -
    1998年10月
  • 錯体化学若手の会 関東支部, 

    1995年08月
    -
    1997年08月
  • 第44回錯体化学討論会, 

    1994年07月
    -
    1994年11月

委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2021年03月
    -
    2023年02月

    部会長, 日本化学会 有機結晶部会

  • 2021年03月
    -
    2023年02月

    主査, 日本化学会 有機結晶ディビジョン

  • 2021年

    実行委員長, 第29回有機結晶シンポジウム 実行委員会

  • 2019年03月
    -
    2021年02月

    副部会長, 日本化学会 有機結晶部会

  • 2017年03月
    -
    2019年02月

    幹事, 日本化学会 有機結晶部会

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