京都大学化学研究所 山内光陽 助教、水畑吉行 准教授、山田容子 教授、関西学院大学生命環境学部 町田恵利子 博士前期課程学生（研究当時）、増尾貞弘 教授らの研究グループは、大阪大学大学院基礎工学研究科 五月女光 助教、量子科学技術研究開発機構 藤田貴敏 博士らの研究グループとの共同研究により、”光らない”と認知されていたアゾベンゼン微粒子から鋭い発光ピークを世界で初めて観測しました。
　アゾベンゼンは、代表的な光応答性有機化合物として広く知られていますが、光照射による構造変化（光異性化）にエネルギーが消費されるため、通常はほとんど発光しません。山内らはこれまでに、剛直な置換基を有するアゾベンゼン誘導体が結晶化によって発光する「結晶化誘起発光（Crystallization-induced emission, CIE）」を見出していましたが、発光効率の低さが課題でした。本研究では、永久双極子モーメントを有する極性アゾベンゼンに着目したところ、結晶化温度を調節することで2つの結晶多形を完全に制御できることを見出し、詳細なスペクトル解析によりそれぞれの発光メカニズムを解明しました。また、従来の低極性アゾベンゼンの結晶と比較して、本研究の極性アゾベンゼンの結晶では、発光効率が大きく向上することも明らかにしました。さらに、ナノスケールとマイクロスケールの中間領域（メゾ領域）で制御された微粒子がウィスパリングギャラリーモード（Whispering Gallery Mode, WGM）による鋭い共鳴発光を、赤色から近赤外領域で示すことを初めて解明しました。また、アゾベンゼン特有の性質を利用し、光によってこの発光を制御できることも確認しました。
　本研究は、これまで発光材料としてほとんど注目されてこなかったアゾベンゼンが有用な発光材料として機能することを実証したものであり、低コストレーザー光源への応用やナノ・メゾスケールでの局所光輸送技術への展開に向け、重要な設計指針を与えます。

●用語解説●

結晶化誘起発光（Crystallization-induced emission, CIE）：溶液中の分子分散状態では光らない分子が、結晶化して規則正しく配列することで、強く光るようになる現象。平面性の高いπ共役系蛍光分子の多くは、固体にすると発光効率が低下するため、真逆の現象です。

永久双極子モーメント：分子内で常に生じている「電気的な偏り」のこと。本研究の極性アゾベンゼンは、この偏りが非常に大きく、理論計算ではおよそ10デバイ（一般的な分子に比べ極めて大きな値）と算出されている。

ウィスパリングギャラリーモード（Whispering Gallery Mode, WGM）：微粒子の内部で光が全反射を繰り返して周回し、特定の条件で光が強め合う（共鳴する）現象。これにより、特定の波長でレーザーのように鋭い発光ピークが観測されます。