Construction of Supramolecular systems with mechanical property
| Project/Area Number |
20J23539
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
米澤 俊平 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 静水圧 / 電荷移動錯体 / 超分子 / ハイドロゲル / 圧力化学 / アントラセン / キラリティー / キラル増幅 / プロキラル / 共集合 |
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| Outline of Research at the Start |
高圧化の分子集合体は高圧縮・高エネルギー状態であり、除圧により可逆的に安定状態へと戻る。常圧でもこの高エネルギー状態を保持することで、力学的、化学的エネルギーとして利用可能となる。本研究では圧力ストレスに応答し準不可逆的に機械的強度を変化させ、さらに外部刺激により圧力エネルギーを貯蔵・放出可能な超分子システムの構築を目的とする。多様な強度・エネルギーの水素結合形成が可能な両親媒性糖誘導体を基本骨格にヒドロゲル化剤を合成し、力学応答ヒステリシスを獲得し、加圧化の分子集合状態の準安定化を図る。さらに、可逆的な共有結合形成が可能な光反応性部位を導入することで高圧縮・高エネルギー状態の開放を検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
両親媒性分子や高分子の自己組織化は、生物学から材料科学までの学際領域において、魅力的な研究分野として活発に研究されている。これらの両親媒性物質は、広義では同じ構造を持っており、疎水性セグメントと親水性セグメントから作られている。近年、πスタッキングや水素結合、電荷移動(CT)相互作用、金属配位子など様々な方向性の非共有結合を利用して、主に有機溶媒中で多様な超分子材料が研究されている。これらの集合体のほとんどは、温度や濃度といったパラメーターで集合体の制御を行なっている。一方で、濃度や温度と同様に熱力学的に重要なパラメーターの一つである圧力に着目し、圧力によって分子集合体の制御に成功した例もいくつか散見される。特に、ポリビニルアルコール(PVA)の水溶液では、静水圧によってハイドロゲルやナノ粒子への不可逆的な変化をすることが知られている。そこで、多数の水素結合部位を有するラクトビオン酸とピレン、ナフタレンモノイミド(NMI)およびナフタレンジイミド(NDI)を色素として連結した分子を合成した。ピレンは電子豊富な電子ドナーとして、NMIおよびNDIは電子アクセプターとして働くことが知られている。これらの分子を用いることで、超分子ポリマー内で多様化された水素結合に対して圧力が与える影響を明らかにするとともに、分子内および分子間に存在するCT相互作用の圧力応答性を調べることで、分子内と分子間の相互作用へ圧力が与える影響の違いを明らかにすることを目的とした。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(4 results)
