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低分子の光反応と共役した光応答性高分子システムの開発

Publicly Offered Research

Project AreaApplication of Cooperative-Excitation into Innovative Molecular Systems with High-Order Photo-functions
Project/Area Number 15H01077
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

佐田 和己  北海道大学, 理学研究院, 教授 (80225911)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords光応答性高分子 / 下部臨界共溶温度 / 温度応答性高分子 / 刺激応答性高分子 / 光異性化 / スピロピラン / 光ケージド化合物 / 光スイッチ / 高分子合成 / 分子機械 / 高分子構造・物性 / 分子認識 / 光二量化 / 相分離 / 高分子溶液 / LCST / アントラセン / エフェクター
Outline of Annual Research Achievements

光によって高分子の形態が大きく変化する光応答性高分子はこれまで主に温度応答性高分子と光反応性の化合物を直接化学結合することによって設計・合成され、汎用性や多様性に欠けるものであった。新しい光応答性高分子の設計として、本研究では、光反応性の低分子(エフェクターと呼ぶ。)を柔軟な高分子と相互作用させることにより、エフェクターの光反応によって高分子の形態・溶解性を変化させることについて検討を行った。
今年度は光ケージド化合物(o-ニトロフェニルベンジル基)の光分解により、アルコールやカルボン酸を遊離させ、尿素官能基をもつアクリル系高分子のエフェクターとして機能させることで、その溶解性を制御し、可視光照射による温度応答性の発現とそのスイッチングに成功した。また相転移温度についても、光照射により簡便に制御することができた。これらの知見は多様な光応答性・温度応答性高分子の設計指針につながるときたできる。並行して、一連のスピロピラン誘導体を用いて、紫外光の照射によって生成するメロシアニンをエフェクターとする尿素官能基をもつアクリル系高分子の相分離挙動について検討を行った。低極性溶媒中では熱戻り反応が速く、エフェクターとして十分な濃度を光反応によって確保することが困難であることが明らかになった。しかしながら、逆に光を十分照射した後、暗所にすることで、自動的に熱戻りし、相分離が誘起できることを明らかにした。これは時間変化を伴う新しい刺激応答性高分子として期待がもたれる。また、新学術領域内での共同研究として、A01班の玉井グループと配位高分子を原料とする半導体ナノワイヤーの励起電子ダイナミクスを明らかにした。また関連して新しい発光材料についても知見を得た。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (17 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Solid-solution Coordination Polymers as Precursors for ZnxCd1-xS/C Composite Nanowires2017

    • Author(s)
      S. Tajima, Y. Kuroshima, T. Katayama, N. Tamai, K. Sada, K. Hirai
    • Journal Title

      Eur. J. Inorg. Chem.

      Volume: 印刷中 Issue: 18 Pages: 2444-2449

    • DOI

      10.1002/ejic.201700289

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Gel thermoresponsiveness driven by switching of the charge-transfer interaction2015

    • Author(s)
      D. H. Gharib, S. Amemori, M. Naya, K. Kokado, K. Sada
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 5 Issue: 108 Pages: 89319-89322

    • DOI

      10.1039/c5ra18388j

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] テトラフェニルエテン二置換体の光異性化挙動2017

    • Author(s)
      町田崇・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ケージド化合物の光化学反応を用いた温度応答性高分子の相転移制御2017

    • Author(s)
      納谷昌実・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16
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      2016 Annual Research Report
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    • Author(s)
      田島信哉・黒島佳希・平井健二・佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] スピロピラン誘導体の光異性化を用いたウレイド基含有高分子の溶解性制御2017

    • Author(s)
      小門憲太・山田泰平・河村美紅・佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 多様な発光性構成要素を設定できる結晶架橋ゲル2016

    • Author(s)
      大浦剛・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第6回CSJフェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2016-11-11
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 凝集誘起型発光分子の液体化による発光増強2016

    • Author(s)
      町田崇・大浦剛・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第6回CSJフェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2016-11-11
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 配位高分子を原料としたCd1-xZnxSナノワイヤの合成2016

    • Author(s)
      田島信哉・黒島佳希・平井健二・佐田和己
    • Organizer
      第10回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      神戸ファッションマート(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-09-13
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] AIE骨格を有する架橋剤を用いた結晶架橋ゲルの発光特性の評価2016

    • Author(s)
      大浦剛・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      2016年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 凝集誘起型発光分子の固液転移制御と発光評価2016

    • Author(s)
      町田崇・大浦剛・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      2016年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] AIE特性を示す架橋剤により作製した結晶架橋ゲルの発光特性2016

    • Author(s)
      大浦剛・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第65回高分子年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 固液転移制御可能な凝集誘起型発光分子の開発2016

    • Author(s)
      町田崇・大浦剛・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第65回高分子年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 低分子の光化学反応による尿素官能基含有高分子の温度応答性発現2016

    • Author(s)
      納谷昌実・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第65回高分子年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 低極性溶媒中での解離を利用する機能性高分子の開発2016

    • Author(s)
      佐田和己
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 低分子の化学反応と共役した応答性高分子の開発2016

    • Author(s)
      佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市多々羅都谷)
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 長鎖アルキル基の導入による凝集誘起型発光分子の固-液転移制御2016

    • Author(s)
      町田崇・大浦剛・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市多々羅都谷)
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 光照射による温度応答性高分子の溶解性制御2016

    • Author(s)
      納谷昌実、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      第50回高分子学会北海道支部研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市北区北8条西5丁目)
    • Year and Date
      2016-01-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 凝集誘起型発光分子を用いた液体発光材料の開発2016

    • Author(s)
      町田崇、大浦剛、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部2016年冬季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市北区北8条西5丁目)
    • Year and Date
      2016-01-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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