| Project/Area Number |
21K05171
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
Ube Toru 中央大学, 研究開発機構, 機構准教授 (80613364)
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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 |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 架橋高分子 / 光異性化 / 光アクチュエーター / 極低温 / ブリッジアゾベンゼン / 架橋液晶高分子 / フォトクロミズム / フォトメカニカル効果 |
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| Outline of Research at the Start |
架橋液晶高分子にアゾベンゼンなどのフォトクロミック色素を導入すると，光照射によるフィルムの変形が可能になる。これまでの研究において，光応答が液体窒素中においても誘起されることが明らかになっている。本研究は，フォトクロミック液晶高分子における分子レベルの構造とマクロな光応答性との相関を攻究し，極低温における変形メカニズムを解明することを目的とする。極限条件で光変形挙動を探究することにより，従来のゴム状態とは異なるガラス状態における光駆動の学理を構築し，光運動材料の力学物性・光応答性の自在制御を可能にする。
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| Outline of Final Research Achievements |
Polymers that show macroscopic deformation upon irradiation with light are feasible as soft actuators. In this study, photomobile polymer materials were developed, which can deform under cryogenic conditions in response to light. By introducing bridge azobenzene moieties in crosslink chains, polymer films showed photoinduced deformation even in liquid nitrogen. This result suggests that deformation of macromolecules can be induced by light even under cryogenic conditions where thermal molecular motions are frozen.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
従来，温度・熱・電気・光・湿度・pHなど様々な刺激に応答して変形する高分子が報告されてきたが，これらの変形は分子の熱運動を前提とするものあり，分子運動が凍結される極低温環境での変形誘起は困難であった。本研究では，極低温条件でも光異性化可能なフォトクロミック分子を用いることにより，液体窒素中における光変形の誘起を可能にした。すなわち，熱運動が凍結された条件においても光により高分子の変形および運動を誘起できることを明らかにした。これにより，多様な条件下における刺激応答高分子の利用可能性を見出した。
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