Project/Area Number |
20K21226
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Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
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Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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Keywords | 液晶 / 有機ラジカル / ラジカル-三重項対機構 / 光磁気効果 |
Outline of Research at the Start |
本研究では、ニトロキシドラジカル(NR)液晶へのスピン注入を行うために三重項励起色素を導入する。具体的には、(i) NR液体に効率よく偏極を移す三重項励起色素の選定、(ii) 偏極率が高い三重項励起状態を作る液晶分子の設計・合成、(iii) 分子内でラジカル-三重項対機構(RTPM)を起こす液晶分子の設計・合成の三段階で研究を進める。
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Outline of Final Research Achievements |
As originally planned, we have designed and synthesized nitroxide radical (NR) liquid crystals with a triplet excitation dye moiety and confirmed that efficient spin injection occurs by the radical-triplet pair mechanism (RTPM). Furthermore, we designed and synthesized NR ionic liquid crystals and NR liquid crystals that exhibit a cybotactic nematic phase. Modifying these molecular structures will make it possible to synthesize NR ionic liquid crystals showing a liquid crystalline phase around room temperature. Spin injection into these liquid crystals and spin Hall effect measurements will enable us to elucidate the spin diffusion mechanism. In addition, we have successfully prepared photo-responsive liquid crystal microcapsules that can be used in drug delivery systems for the first time.
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では光照射に応答して磁化が発生する金属を含まない液晶の合成に成功した。これはこれまでに報告例のない材料である。今後、以下の三つの観点で飛躍的にこの材料の応用が発展する可能性がある。まず、有機化合物の生体適合性を活かして薬物送達システムや磁気流体光学等に広く応用されると予想される。次に、フォトニック構造を持つ液晶に磁気秩序を誘起することで、強い磁気光学効果を示し、純有機磁性体で構成された低環境負荷・生体適合性の磁気光学素子となるはずである。また、強誘電性NR液晶の磁気秩序化に成功すれば高速・低消費電力の電気磁気効果を示す電子素子へと発展することが期待される。
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