Synthesis of Helical Conjugated Polymers in External Force-Responsive Chiral Liquid Crystal Field and Control of Their Optoelectronic Properties
| Project/Area Number |
20H02818
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 35030:Organic functional materials-related
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
赤木 和夫 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (20150964)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
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| Keywords | キラル液晶 / 不斉反応場 / 外部刺激応答 / 共役ポリマー / ヘリシティ制御 |
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| Outline of Research at the Start |
ポリマーの不斉合成は、次世代の電子的、光学的および薬理的機能を有するキラル物質を開発する上で根幹をなすものである。しかし、ポリマーの自己組織体や集積体におけるキラリティ制御の手法はいまだ確立しておらず、キラル反応場の動的制御に至っては未開拓である。
本研究では、温度や光に応答してキラル反転する化合物をネマチック液晶に添加して、外部刺激でキラリティが変わるキラル液晶場を構築する。この液晶場で不斉重合を行い、従来にない高機能のキラルポリマー材料を創製する。
本研究を通じて、外部刺激によりキラリティを動的に制御できる液晶反応場を開発し、「液晶と共役ポリマーの融合化学」の学術的展開を図る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 温度応答性キラル液晶を用いた、アキラル共役コポリマーへのらせん誘起とキラル光学特性の制御
ビフェニルとモノチエニル（青色発光）、ビチエニルとモノフェニル（緑色発光）、ビチエニルとモノチエニル（赤色発光）からなる発光性アキラル共役コポリマーを、Still反応あるいはSuzuki反応を用いたクロスカップリング法により合成した。これらの共役コポリマーはそれぞれ青緑赤カラーの発光性コポリマーであることを蛍光スペクトルの測定により明らかにした。また、ゲル浸透クロマトグラフィー測定により、コポリマーの平均分子量および分散度を評価した。温度応答性キラル液晶に、上記のアキラル共役コポリマーを溶かして、キラル液晶からアキラル共役コポリマーへのキラリティ転写を行い、アキラルコポリマーにらせん構造を誘起させた。円二色性（CD）および円偏光発光（CPL）スペクトルの測定を通じて、アキラル共役コポリマー上でのらせん構造の誘起とCPLの発現を明らかにした。
2. 光応答性キラル液晶を用いた、アキラル共役コポリマーへのらせん誘起とキラル光学特性の制御
紫外および可視光の照射によりキラリティが反転する光応答性キラル液晶に、上記１で合成したアキラル発光性コポリマーを溶かして、キラル液晶からアキラルコポリマーへのキラリティ転写を実施し、アキラル共役コポリマー上にらせん構造を誘起させた。さらに、CDおよびCPLスペクトルの測定により、アキラル共役コポリマー上にらせん構造に基づく、RGBおよび白色発光のCPLが発現することを見出した。また、共役コポリマーのらせん構造の左右の向きとCPLのヘリシティは、紫外および可視光の照射により制御できることを明らかにした。
本研究により、温度あるいは光を外部応力として、アキラル共役コポリマー上の誘起らせん構造と円偏光発光のヘリシティを制御することを可能とした。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(58 results)
