New material design for peculiar photomechanical phenomena of organic photochromic crystals
| Project/Area Number |
21H02016
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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 | Osaka Metropolitan University (2022-2023)
Osaka City University (2021) |
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Principal Investigator |
小畠 誠也 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (00325507)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
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| Keywords | フォトクロミズム / 結晶 / フォトメカニカル / ジアリールエテン / 相転移 / 結晶成長 / 光異性化反応 / アントラセン |
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| Outline of Research at the Start |
有機フォトクロミック結晶のフォトメカニカル効果は分子１つ１つの収縮・伸長によって結晶全体のサイズが変わり起こる現象で説明できる。光誘起屈曲挙動については結晶の光照射面側が優先的に反応し、一種のバイモルフ型の屈曲を示す。さらに、斜め方向の収縮が起これば、結晶のねじれが観測される。しかし、これらでは説明できない現象が現れてきた。そこで、本研究では、可逆な熱的相転移を示すジアリールエテン結晶の探索を行い、特異な形状変化のメカニズムを明らかにする。さらに、特異な変形に及ぼす様々な外部要因（例えば、結晶外形依存性など）を検討し、フォトメカニカル材料の応用へのアプローチを行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、有機フォトクロミック結晶のフォトメカニカル現象のうち、特異な変形挙動の解明とフォトメカニカル現象への新規な材料設計を進めてきた。令和3年度には、これらの単純な動きとは異なり、異常なフォトメカニカル挙動の創出とその現象の解明に着手し、ジアリールエテン双晶における異常な屈曲挙動のメカニズム解明、ジアリールエテン結晶における光誘起高速ピーリング、9-メチルアントラセン結晶における特異な光反応と結晶サイズ変化、ジアリールベンゼンのナノ粒子作成とそのフォトクロミック挙動、ジアリールエテン結晶の特異な光誘起往復運動に取り組み、研究成果が得られた。令和4年度には、引き続きジアリールエテン結晶の特異な光誘起往復運動に関する研究に取り組み、新たな光誘起往復運動を起こす結晶が見つかった。さらに、分子構造の観点から、新しいジアリールエテンの結晶フォトメカニカル挙動についても検討し、屈曲速度と分子構造の関係について検討した。最終年度の令和5年度には、これまで見つかった特異な３段階光誘起屈曲挙動に着目し、そのメカニズムの解明に取り組んだ。さらに、結晶成長制御についても検討し、昇華による結晶化における基板と結晶成長の関係を明らかにし、効率の良い中空結晶の作製に成功した。これらの中空結晶のフォトメカニカル挙動についても検討した。さらに、ジアリールエテンだけでなく、アントラセン誘導体、2,5-ジスチリルピラジン、1,4-ジフェニレンジアクリル酸エステルの単結晶光異性化反応における特異なフォトメカニカル挙動についても明らかにした。以上のように、特異なフォトメカニカル挙動の創製とそのメカニズムの解明に取り組み、多くの研究成果が得られた。
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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
(3 results)
Research Products
(94 results)
