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液晶構造を有する球状金属錯体の気体分離材料への応用

Research Project

Project/Area Number 15J10377
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Polymer/Textile materials
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

内田 淳也  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords液晶 / 自己組織化 / 超分子錯体
Outline of Annual Research Achievements

中空構造を有する球状金属錯体は自己組織化により簡便な手法で作製できることに加え、化学修飾により様々な機能性を付与できるため注目を集めている。しかし従来の機能化は溶液系が中心であり、凝集状態における機能化を行った例は極めて限られている。一方、液晶は自己組織的に秩序構造を形成するソフトマテリアルであり、これまでに動的・異方的な性質を有する様々な機能性材料の開発が達成されてきた。本研究では、液晶の動的な秩序性と超分子金属錯体特有の構造や官能基の集積効果を融合することにより、新たな機能性分子集合体の開発を目指している。
本年度は、液晶ナノ構造を形成する球状金属錯体と、球状金属錯体を架橋点とする動的ネットワーク構造との複合化を行い、液晶の自己組織化により球状金属錯体の配列が制御された自立性材料の開発を試みた。前年度に開発した球状金属錯体を基盤とする動的ネットワーク構造を、メソゲン基で修飾された球状金属錯体のリオトロピック液晶中で形成したところ、自立性の超分子ゲルが形成した。小角X線散乱測定より、得られたゲルはメソゲン基で修飾された液晶性球状金属錯体が形成する層状周期構造を有していることが示唆された。また、得られたゲルは自己修復性を示した。これらの結果は、配列制御された超分子金属錯体を活用する材料設計のための新たな指針になることが期待される。
また、メソゲン基を複数有する分子の構造と自己組織化挙動の関係について系統的に調べた。安息香酸の3,5位にメソゲン基を導入した化合物は、液晶状態では主に単量体として存在することが示唆された。一方、安息香酸の3,4位にメソゲン基を導入した化合物は、液晶状態においてほぼすべての分子が二量体を形成することが明らかとなった。以上の結果は、超分子錯体が形成する液晶構造や分子配列の精密制御に向け、メソゲン部位の分子設計指針を与えると期待される。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] ウルツブルグ大学(ドイツ)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Functional Liquid-Crystalline Polymers and Supramolecular Liquid Crystals2018

    • Author(s)
      Kato Takashi、Uchida Junya、Ichikawa Takahiro、Soberats Bartolome
    • Journal Title

      Polymer Journal

      Volume: 50 Issue: 1 Pages: 149-166

    • DOI

      10.1038/pj.2017.55

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Self-Assembly of Liquid-Crystalline Squaramides2018

    • Author(s)
      Park Soyoung、Uchida Junya、Urushibara Ko、Kagechika Hiroyuki、Kato Takashi、Tanatani Aya
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 47 Issue: 4 Pages: 601-604

    • DOI

      10.1246/cl.171208

    • NAID

      130006638910

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Functional Liquid Crystals towards the Next Generation of Materials2018

    • Author(s)
      Kato Takashi、Uchida Junya、Ichikawa Takahiro、Sakamoto Takeshi
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 57 Issue: 16 Pages: 4355-4371

    • DOI

      10.1002/anie.201711163

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Liquid-Crystalline Fork-like Dendrons2017

    • Author(s)
      Uchida Junya、Kato Takashi
    • Journal Title

      Liquid Crystals

      Volume: 44 Pages: 1816-1829

    • DOI

      10.1080/02678292.2017.1342147

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Self-Assembly of Giant Spherical Liquid-Crystalline Complexes and Formation of Nanostructured Dynamic Gels that Exhibit Self-Healing Properties2017

    • Author(s)
      Uchida Junya、Yoshio Masafumi、Sato Sota、Yokoyama Hiroyuki、Fujita Makoto、Kato Takashi
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 56 Issue: 45 Pages: 14085-14089

    • DOI

      10.1002/anie.201707740

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 多成分自己集合による液晶性超分子錯体の構築2018

    • Author(s)
      内田淳也、吉尾正史、佐藤宗太、横山裕之、藤田誠、加藤隆史
    • Organizer
      日本化学会 第98春季年会(2018)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Giant and Spherical Self-Assembly of Liquid-Crystalline Metal-Organic Complexes2017

    • Author(s)
      Uchida Junya、Yoshio Masafumi、Sato Sota、Yokoyama Hiroyuki、Fujita Makoto、Kato Takashi
    • Organizer
      17th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Self-Assembled Giant Spheres Forming Liquid-Crystalline Nanostructures2017

    • Author(s)
      Uchida Junya、Yoshio Masafumi、Sato Sota、Yokoyama Hiroyuki、Fujita Makoto、Kato Takashi
    • Organizer
      IUPAC-FAPS 2017 Polymer Congress
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 液晶性球状金属錯体の構築2016

    • Author(s)
      内田淳也、吉尾正史、佐藤宗太、横山裕之、藤田誠、加藤隆史
    • Organizer
      第4回東京23区地区懇話会
    • Place of Presentation
      上智大学(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2016-03-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Liquid-Crystalline Self-Assembly of Giant Coordination Spheres2015

    • Author(s)
      内田淳也、吉尾正史、佐藤宗太、横山裕之、藤田誠、加藤隆史
    • Organizer
      The 8th International Forum on Chemistry of Functional Organic Chemicals (IFOC-8)
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Self-Assembly of Liquid-Crystalline Coordination Spheres2015

    • Author(s)
      内田淳也、吉尾正史、佐藤宗太、横山裕之、藤田誠、加藤隆史
    • Organizer
      The 22th International Conference on the Chemistry of the Organic Solid State (ICCOSS XXII)
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • Year and Date
      2015-07-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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