光を当てることによって可逆的に色が変わる現象をフォトクロミズム、そのような現象を示す分子をフォトクロミック分子と呼びます。例えば、ジアリールエテン類と呼ばれる分子は、ある波長の光を当てると「閉じた形」となり、別の波長の光を当てると「開いた形」となることが知られています。この光スイッチングを用いて、光でメモリーや回路を作ったり、ものを動かしたり、植物や動物の機能を再現したりする研究が行われています。
光が当たって分子が普段より高エネルギーになった状態を励起状態といいます。フォトクロミズムはこの励起状態における分子の構造変化によるものです。しかし励起状態は分子の形の変化に使われるだけのものではなく、蛍光を発したり、特殊な吸収を示したり、電子を移動させたりといった様々な光物理機能を発現する可能性を持っています。
私たちは複数の励起状態を使い分けることによって光機能とフォトクロミズムを同時に示す系、光機能をスイッチングできる系の開発を行っています。現在はアズレンというS1とS2の２つの励起状態間にエネルギーギャップがある分子を組み込んだジアリールエテンの反応の解析と、発光性金属錯体を組み込んだジアリールエテンの設計・合成を行っています。