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棒状分子の特性と自己組織化を利用した高複屈折性高分子液晶材料の開発

Research Project

Project/Area Number 13J08725
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional materials/Devices
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

荒川 優樹  東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords複屈折 / 液晶 / ネマチック / 棒状分子 / オーダーパラメーター / 高屈折率材料 / ネマチック相 / コレステリック液晶 / 高分子液晶
Outline of Annual Research Achievements

昨年度は高複屈折性構造を側鎖に導入した高分子液晶材料の開発に従事し、室温における液晶配向状態の固定(ガラス化)、ならびにモノマー (低分子) と比較してポリマーの光学特性が向上することを見出した。しかし、これらポリマーの複屈折 (Δn = 0.36) においても、まだ可視光領域を全反射するために必要な光学特性には達することはできなかった。そこで、本年度は超高複屈折性棒状ネマチック液晶分子の開発を目指し、チオエーテル基 (-SR) 誘導体の合成を行った。まず、分子の方末端にカルボキシル基を導入した、水素結合性液晶性化合物の合成を行った。POM観察および DSC測定から、チオエーテル誘導体において170 ℃以上と高い温度領域ではあるが、スメクチックC相 (SmC) およびN相が確認された。N相における複屈折値は0.36とチオエーテル誘導体は大きな値を示し、アルコキシ基誘導体よりも0.1程度の向上が見られた。その温度依存性も大きいことから、より広い温度範囲で液晶相の発現ができれば、さらに大きな複屈折が期待できる。次に、さらなる高複屈折化および液晶相の低温化を目指し、ビストラン系液晶のラテラル位へのフッ素の導入を行った。フッ素誘導体においてはPOM観察およびDSC測定から110~140℃と比較的低い温度領域でN相が確認された。また、この分子群は一軸配向セルの中で、容易に一軸配向状態も達成された。そのΔnは同じ炭素数(C6)のアルコキシ基誘導体と比較して0.1程度向上することがわかった。さらに末端炭素数がC1の誘導体を合成したところ、そのΔnは最高で0.61と非常に大きな複屈折性を達成することができた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Assembly of thioether-containing rod-like liquid crystalline materials assisted by hydrogen-bonding terminal carboxyl groups2015

    • Author(s)
      Yuki Arakawa, Sungmin Kang, Junji Watanabe, Gen-ichi Konishi
    • Journal Title

      RSC Adv.

      Volume: 5 Issue: 11 Pages: 8056-8062

    • DOI

      10.1039/c4ra15300f

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis, phase transition behaviors, and birefringence properties of fluorinated diphenyl-diacetylene derivatives2014

    • Author(s)
      Yuki Arakawa, Sungmin Kang, Junji Watanabe, Gen-ichi Konishi
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 43 Issue: 12 Pages: 1853-1860

    • DOI

      10.1246/cl.140779

    • NAID

      130004687287

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthesis of new wide nematic diaryl-diacetylenes containing thiophene-based heteromonocyclic and heterobicyclic structures, and their birefringence properties2014

    • Author(s)
      Yuki Arakawa, Sungmin Kang, Shunpei Nakajima, Koichi Sakajiri, Susumu Kawauchi, Junji Watanabe, and Gen-ichi Konishi
    • Journal Title

      Liquid Crystals

      Volume: (印刷中) Issue: 5 Pages: 642-651

    • DOI

      10.1080/02678292.2013.873492

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of optical parameters in side-chain LC polymethacrylate with a dinaphthyl-acetylene mesogenic unit2014

    • Author(s)
      Sungmin Kang, Shunpei Nakajima, Yuki Arakawa, Masatoshi Tokita, Gen-ichi Konishi and Junji Watanabe
    • Journal Title

      Polymer Chemistry

      Volume: 5(7) Issue: 1 Pages: 2253-2258

    • DOI

      10.1039/c2py90049a

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diphenyltriacetylenes : Novel nematic liquid crystal materials and analysis of their nematic phase-transition and birefringence behaviours2013

    • Author(s)
      Yuki Arakawa, Sungmin Kang, Shunpei Nakajima, Koichi Sakajiri, Yokan Cho, Susumu Kawauchi, Junji Watanabe and Gen-ichi Konishi
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry C

      Volume: 1 Issue: 48 Pages: 8094-8102

    • DOI

      10.1039/c3tc31658k

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large extraordinary refractive index in highly birefringent nematic liquid crystals of dinaphthyldiacetylene-based materials2013

    • Author(s)
      Sungmin Kang, Shunpei Nakajima, Yuki Arakawa, Gen-ichi Konishi and Junji Watanabe
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry C

      Volume: 1 Issue: 27 Pages: 4222-4226

    • DOI

      10.1039/c3tc30640b

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Synthesis and birefringence properties of side-chain LC polymethacrylate with a dinaphthyl-acetylene mesogenic unit2015

    • Author(s)
      Yuki Arakawa, Sungmin KAng, Gen-ichi Konishi, Junji Watanabe
    • Organizer
      The 2nd Asian Conference on Liquid Crystals
    • Place of Presentation
      Haeundae Grand Hotel、Korea、Busan
    • Year and Date
      2015-01-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 液晶性高分子の側鎖構造および分子量が複屈折へ与える影響の評価2014

    • Author(s)
      荒川優樹、姜聲敏、小西玄一、渡辺順次
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学、長崎県長崎市
    • Year and Date
      2014-09-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] メソゲン末端に硫黄を有する棒状液晶分子の相構造と複屈折性2014

    • Author(s)
      荒川優樹、姜聲敏、小西玄一、渡辺順次
    • Organizer
      日本液晶学会討論会
    • Place of Presentation
      くにびきメッセ、島根県松江市
    • Year and Date
      2014-09-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 大きな複屈折性を有する側鎖型液晶性高分子の合成および特性解析2014

    • Author(s)
      荒川優樹、姜聲敏、小西玄一、渡辺順次
    • Organizer
      第60回高分子研究発表会
    • Place of Presentation
      兵庫県民会館、兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2014-07-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 硫黄を含む棒状液晶性化合物の合成および特性解析2014

    • Author(s)
      荒川優樹、姜聲敏、小西玄一、渡辺順次
    • Organizer
      第3回 JACI/GSCシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京国際フォーラム、 東京都千代田区
    • Year and Date
      2014-05-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] アルキルスルファニル基を有するトラン系液晶化合物の合成と特性解析2014

    • Author(s)
      荒川優樹、姜聲敏、渡辺順次、小西玄一
    • Organizer
      第67回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学、神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2014-05-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] highly birefringent side-chain LC polymethacrylate with a dinaphthyl-acetylene mesogenic unit2014

    • Author(s)
      Yuki Arakawa, Sungmin Kang, Gen-ichi Konishi and Junji Watanabe
    • Organizer
      The Workshop on Education and Research Center for Materials Innovation
    • Place of Presentation
      東京工業大学 蔵前ホール
    • Year and Date
      2014-02-06
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Large extraordinary refractive index in highly birefringent nematic liquid crystals of dinaphthyldiacetylene-based materials2013

    • Author(s)
      Yuki Arakawa, Sungmin Kang, Gen-ichi Konishi and Junji Watanabe
    • Organizer
      European Conference on Liquid Crystals
    • Place of Presentation
      Rhodes (Greece)
    • Year and Date
      2013-09-23
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] 透明ポリマーの材料開発と高性能化2015

    • Author(s)
      荒川優樹、小西玄一
    • Total Pages
      291
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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