イオン雰囲気下における液晶系の分子シンクロナイゼーションと情報変換機能の制御

• Project/Area Number: 11167219
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kyoto University (2001-2002); Tokyo University of Agriculture and Technology (1999-2000)
• Principal Investigator: 西尾 嘉之 京都大学, 農学研究科, 教授 (00156043)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮下 美晴 東京農工大学, 工学部, 助手 (00293259)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥26,100,000 (Direct Cost: ¥26,100,000); Fiscal Year 2002: ¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2001: ¥7,400,000 (Direct Cost: ¥7,400,000); Fiscal Year 2000: ¥7,400,000 (Direct Cost: ¥7,400,000); Fiscal Year 1999: ¥5,300,000 (Direct Cost: ¥5,300,000)
• Keywords: 液晶 / 分子シンクロナイゼーション / 情報変換機能 / 糖質高分子 / コレステロール誘導体 / イオン性相互作用 / イオン性粒子 / 液晶系 / セルロース誘導体 / ゲスト分子

Research Abstract

液晶形成能を有する糖質高分子およびコレステロール系脂質を対象に、イオン性粒子・分子との相互作用効果を機軸とした分子集合系を新しくデザインし、以下の知見を得た。
1.糖質系高分子液晶
(1)メタクリルモノマー溶媒の重合・架橋反応を利用してヒドロキシプロピルセルロース(HPC)のコレステリック液晶相固定化フィルムを作製し、それに無機塩水を含浸させたネットワーク試料を得た。この膨潤体に電界を印加すると、内部に取り込まれた塩イオンの泳動効果にシンクロしてマトリクス全体の色彩・色調が経時変化することを明らかにした。
(2)HPC/水系コレステリック液晶の相構造に及ぼす常温溶融塩1-アルキル-3-メチルイミダゾリウム/ハロゲンの共存効果について調査した。イミダゾリウム環1位(N位)に結合するアルキル鎖の鎖長と含有置換基の種類に応じてコレステリックピッチやLCST相分離温度が系統的に変化することを見出した。また、カチオン性イミダゾリウムあるいはピリジニウムイオンをアルキル側鎖末端に配した新規イオン性多糖誘導体の合成条件の検討を行った。
2.コレステロール系脂質の錯体液晶
有機カルボン酸モノコレステリル-脂肪族アミン間のイオン性相互作用に基づく錯形成を利用してガラス性液晶ネットワークを調製し、相構造およびエンタルピー緩和挙動を解析評価した。フタル酸モノコレステリルエステル(CHP)と直鎖状モノアミン(Cn-amine、n=4-18)から成る1:1型錯塩の緩和データを補完すると共に、ステロイド基連結部をコハク酸エステルに変えて比較検討を行った。概して、長鎖を有する錯体ガラスの緩和進行が速いこと、また分子配列の秩序低下に伴って緩和モードが多様化(分子協調性が低下)することが判った。

Research Products

• [Publications] Yoshiyuki Nishio: "Salt addition Effects on Mesophase Structure and Optical Properties of Aqueous Hydroxypropyl Cellulose Solutions"Polym. J.. 34・3. 149-157 (2002)
• [Publications] Ryotarou Chiba: "Electrooptical Behavior of Liquid-Crystalline (Hydroxypropyl) cellulose/Inorganic Salt Aqueous Solutions"Macromolecules. 36. 1706-1712 (2003)
• [Publications] Yoshiharu Miyashita: "Miscibility of Cellulose Acetate with Vinyl Polymers"Cellulose. 9. 215-223 (2002)
• [Publications] Yoshikuni Teramoto: "Plasticization of Cellulose Diacetate by Graft Copolymerization of ε-Caprolactone and Lactic Acid"J. Appl. Polym. Sci. 84. 2621-2628 (2002)
• [Publications] Ryotaro Chiba: "Ionic Control of Cholesteric Characteristics and Electrooptical Behavior in Cellulose-based Mesomorphic Networks"Polymer. (発表予定).
• [Publications] 西尾 嘉之: "天然素材をベースとした液晶の構造特性と機能化-糖質高分子とコレステロール系脂質-"液晶. 7(発表予定).
• [Publications] 西尾 嘉之: "セルロースの科学"朝倉書店(発表予定).
• [Publications] Masafumi Yoshio: "Enthalpy Relaxation Behavior of Liquid-Crystalline Glasses of an Esteryfied Cholesterol Derivative and its Complex Salts with Aliphatic Amines"Mol.Cryst.Liq.Cryst. 357. 27-42 (2001)
• [Publications] 西尾嘉之: "複合化によるセルロース系多糖の新しい機能化"繊維学会誌. 57・7. P-192-P-196 (2001)
• [Publications] Shigemitsu Murase: "Structural Characteristics and Moisture Sorption Behavior of Nylon6-Clay Hybrid Films"J.Polym.Sci., PartB, Polym.Phys.. 40・6. 479-487 (2002)
• [Publications] Yoshiyuki Nishio: "Salt Addition Effects on Mesophase Structure and Optical Properties of Aqueous Hydroxypropyl Cellulose Solutions"Polym.J.. (発表予定).
• [Publications] 朝比奈大輔: "キチン・キトサンのヒドロキシプロピル誘導体の合成と相挙動観察"繊維学会誌. 56巻・9号. 435-442 (2000)
• [Publications] Masafumi Yoshio: "Enthalpy Relaxation Behavior of Liquid-Crystalline Glasses of an Esterified Cholesterol Derivative and its Complex Salts with Aliphatic Amines"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. (発表予定).
• [Publications] Yoshiyuki Nishio: "Salt Addition Effects on the Mesophase Formation and Optical Properties of Aqueous Hydroxypropyl Cellulose Solutions"Macromolecules. (発表予定).
• [Publications] Ryotarou Chiba: "Electrical Control of Optical Properties of Liquid-Crystalline (Hydroxypropyl) cellulose/Salt Aqueous Solutions"Macromolecules. (発表予定).
• [Publications] 西尾嘉之: "セルロースの事典(第5章を分担編著)"朝倉書店. 580 (2000)
• [Publications] Kenshi Miura: "Thermal and Viscoelastic Properties of Alginate/Poly (vinyl alcohol) Blends Cross-linked with Calcium Tetraborate"Carbohydr. polym.. 39巻. 139-144 (1999)
• [Publications] Yoshiyuki Nishio: "Water-Soluble Polymer Blends with Partially Deacetylated Chitin : A Miscibility Characterization"J. Polym. Sci., Part B, Polym. Phys.. 37巻. 1533-1538 (1999)
• [Publications] 朝比奈大輔: "ヒドロキシプロピルキトサンの合成と相挙動観察"繊維学会誌. 55巻・1号. 28-33 (1999)
• [Publications] Noritaka Kimura: "Sedimentation-Equilibrium Measurements and Data Analysis with a Beckman Ultracentrifuge XL-A"Polym. International. (発表予定).
• [Publications] Masafumi Yoshio: "Enthalpy Relaxation Analysis of Liquid-Crystalline Glasses of an Esterified Cholesterol Derivative and its Complex Salts with Aliphatic Ainines"(発表予定).
• [Publications] 西尾嘉之: "セルロースの事典(第5章、5-3,セルロース系ゲル・液晶・ブレンド)"朝倉書店 (印刷中).