フォトメカニカル結晶の創製と機能

• Project Area: New Horizons of Photochromism: Customized Molecular Design and Novel Applications
• Project/Area Number: 21021020
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 小島 秀子 愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (20304644)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,600,000 (Direct Cost: ¥4,600,000); Fiscal Year 2010: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2009: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
• Keywords: フォトクロミズム / フォトメカニクス / 分子結晶 / マイクロデバイス

Research Abstract

結晶中で起きるフォトクロミック反応を利用すれば、結晶をメカニカルに動かすことができることを、アゾベンゼン、サリチリデンアニリンなどの代表的なフォトクロミック化合物について明らかにしてきた。今年度は新たに、アントリルメチレンインダノン結晶は、光照射によって屈曲することを見いだした。このような光屈曲は微結晶で観察されることが多いが、この結晶については、はバルクの単結晶でも屈曲することがわかった。結晶が光で屈曲する理由は、光の当たった結晶表面は異性化反応が進行して少し伸びるかあるいは縮むが、光の当たらない裏面は最初と変わらないためである。サリチリデンアニリン、フリルフルギドについては、光照射後の結晶構造は、出発物質と生成物のディスオーダー構造として解析されており、生成物も結晶相を形成することが明らかとなっている。一方、アゾベンゼン、スピロピランについては、異性化により分子の形は大きく変わるために、元の結晶格子中に留まることはできず、規則的な分子配列が失われてアモルファス化すると考えられる。このように、メカニカル結晶は、生成物が新たな結晶相を形成する結晶と、アモルファス化する結晶に分類できることがわかった。

Research Products

• [Journal Article] Metastable Polymorphic Form of Isopropylbenzophenone Derivative Directly Obtained by the Solid-state Photoreaction Investigated by ab initio powder X-ray Diffraction Analysis (2011)
  • Author(s): K.Fujii, H.Uekusa, M.Fukano, H.Koshima
  • Journal Title: CrystEngComm Volume: 13 Pages: 3197-3201
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photomechanical bending of 4-aminoazobenzene crystals (2011)
  • Author(s): H.Koshima, N.Ojima
  • Journal Title: Dyes & Pigments Volume: 91(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] アゾベンゼン系フォトメカニカル結晶 (2010)
  • Author(s): 小島秀子
  • Journal Title: 日本結晶学会誌 Volume: 52 Pages: 214-218
  • NAID: 10026599295
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mechanical Motion of Azobenzene Crystals upon Photoirradiation (2009)
  • Author(s): Hideko Koshima, Naoko Ojima, Hidetaka Uchimoto
  • Journal Title: Journal of American Chemical Society 131 Pages: 6890-6891
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Changes in the Surface Morphology of Salt Crystals of 4-(2, 5-Diisopropylbenzoyl)benzoic Acid with Amines via Single-Crystal-to-Single-Crystal Photocyclization (2009)
  • Author(s): Hideko Koshima, Yuya Ide, Shingo Yamasaki, Naoko Ojima
  • Journal Title: Journal of Physical Chemistry 113 Pages: 11683-11688
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Helicity Control in Chiral Gelation of Achiral Coumarin Derivatives (2009)
  • Author(s): Hideko Koshima, Tatsuya Moritoki, Koichi Uenaka, Ikuhito Yanase
  • Journal Title: Supramolecular Chemistry 41 Pages: 367-371
  • Peer Reviewed
• [Presentation] キラル結晶:ミクロの動きからマクロの動きへ (2011)
  • Author(s): 小島秀子
  • Organizer: 早稲田大学グローバルCOE「実践的化学知」The Symposium on Chiral Science & Technology
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-03-02
• [Presentation] キラルなサリチリデンアニリン結晶のフォトメカニカル機能 (2011)
  • Author(s): 小島秀子・松尾理沙・内本英孝
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学(横浜)
• [Presentation] アントリルメチレンインダノン単結晶の光屈曲発現機構 (2011)
  • Author(s): 内本英孝・小島秀子
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学(横浜)
• [Presentation] SiC反応容器を用いるマイクロ波の非熱的効果の検出 (2011)
  • Author(s): 小島秀子・松冨正文
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学(横浜)
• [Presentation] イオン性スピロピラン結晶のフォトメカニカル機能 (2011)
  • Author(s): 小島秀子・高瀬稔弘・内本英孝
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学(横浜)
• [Presentation] アントリルメチレンインダノン誘導体のフォトメカニカル運動 (2011)
  • Author(s): 小島秀子・石橋禎大・内本英孝
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学(横浜)
• [Presentation] 分子結晶のフォトメカニカル機能 (2010)
  • Author(s): 小島秀子
  • Organizer: 日本化学会第4回関東支部大会
  • Place of Presentation: 筑波大学(つくば)(招待講演)
  • Year and Date: 2010-08-30
• [Presentation] サフリルフルギド結晶の光屈曲運動 (2010)
  • Author(s): 小島秀子・水元陽星・内本英孝
  • Organizer: 日本化学会第90回春季年会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-03-28
• [Presentation] アントリルメチレンインダノン単結晶の光屈曲 (2010)
  • Author(s): 内本英孝・松尾理沙・小島秀子
  • Organizer: 日本化学会第90回春季年会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-03-27
• [Presentation] サリチリデンアニリン結晶のフォトメカニカル機能の発現機構 (2010)
  • Author(s): 武智恭子・城始勇・橋爪大輔・内本英孝・小島秀子
  • Organizer: 日本化学会第90回春季年会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-03-27
• [Presentation] アミノ酸バリンの昇華による薄膜結晶の作製 (2010)
  • Author(s): 小島秀子・森卓也・加藤賢太郎
  • Organizer: 日本化学会第90回春季年会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-03-27
• [Presentation] アミノアゾベンゼン単結晶の光屈曲運動 (2010)
  • Author(s): 小島直子・前原哲也・小島秀子
  • Organizer: 日本化学会第90回春季年会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-03-27
• [Presentation] HABI結晶の光照射による表面形態変化 (2010)
  • Author(s): 小島秀子・藤村竜也
  • Organizer: 日本化学会第90回春季年会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-03-27
• [Presentation] Mechanical Motion of Photochromic Crystals (2010)
  • Author(s): Hideko Koshima, Hidetaka Uchimoto, Naoko Ojima, Kyoko Takechi
  • Organizer: XXIII^<rd> IUPAC Symposium on Photochemistry
  • Place of Presentation: Ferrara, Italy
• [Presentation] Mechanical Function of Photochromic Crystals (2010)
  • Author(s): Hideko Koshima, Hidetaka Uchimoto, Naoko Ojima, Kyoko Takechi
  • Organizer: 6^<th> International Sympozium on Organic Photochromism (ISOP)
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan
• [Presentation] Morphology and shape changes of crystals of isopropylbenzophenone derivatives via single-crystal-to-single-crystal photocyclization (2010)
  • Author(s): Hideko Koshima, Hidetaka Uchimoto, Junki Kubota
  • Organizer: Pacifichem 2010
  • Place of Presentation: Honolulu, Hawaii, USA
• [Presentation] Photomechanical bending of molecular crystals (2010)
  • Author(s): Hideko Koshima, Hidetaka Uchimoto, Naoko Ojima, Kyoko Takechi
  • Organizer: Pacifichem 2010
  • Place of Presentation: Honolulu, Hawaii, USA
• [Presentation] Photomechanical motion of spiropyrane crystals (2010)
  • Author(s): Hidetaka Uchimoto, Hideko Koshima
  • Organizer: Pacifichem 2010
  • Place of Presentation: Honolulu, Hawaii, USA
• [Presentation] スピロピラン単結晶の光屈曲 (2010)
  • Author(s): 小島秀子・内本英孝
  • Organizer: 2010年光化学討論会
  • Place of Presentation: 千葉大学(千葉)
• [Presentation] アントリルメチレンインダノン結晶のフォトメカニカル運動 (2010)
  • Author(s): 内本英孝・小島秀子
  • Organizer: 2010年光化学討論会
  • Place of Presentation: 千葉大学(千葉)
• [Presentation] フォトクロミック結晶のメカニカル機能の発現機構 (2010)
  • Author(s): 小島秀子・内本英孝・城始勇・橋爪大輔
  • Organizer: 第19回有機結晶シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪市立大学(大阪)
• [Presentation] アントリルメチレンインダノン結晶のフォトメカニカル機能 (2010)
  • Author(s): 内本英孝・小島秀子
  • Organizer: 第19回有機結晶シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪市立大学(大阪)
• [Presentation] SiC反応容器を用いるマイクロ波の効果 (2010)
  • Author(s): 小島秀子・松冨正文
  • Organizer: 第4回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学(春日)
• [Presentation] フェニルアラニン薄膜結晶のキラル光学特性 (2009)
  • Author(s): 加藤賢太郎・小島秀子
  • Organizer: 日本結晶学会年会
  • Place of Presentation: 西宮
  • Year and Date: 2009-12-06
• [Presentation] サリチリデンアニリン合成におけるマイクロ波効果 (2009)
  • Author(s): 小島秀子・御堂大貴・武智恭子
  • Organizer: 第3回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-11-20
• [Presentation] サリチリデンアニリン系フォトメカニカル結晶 (2009)
  • Author(s): 小島秀子・武智恭子
  • Organizer: 第18回有機結晶シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-11-09
• [Presentation] スピロピランフォトメカニカル結晶 (2009)
  • Author(s): 内本英孝・小島秀子
  • Organizer: 第18回有機結晶シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-11-09
• [Presentation] フェニルアラニン結晶の光学特性 (2009)
  • Author(s): 加藤賢太郎・小島秀子
  • Organizer: 日本化学会西日本大会
  • Place of Presentation: 松山
  • Year and Date: 2009-11-08
• [Presentation] スピロピラン単結晶の光屈曲運動 (2009)
  • Author(s): 内本英孝・小島秀子
  • Organizer: 日本化学会西日本大会
  • Place of Presentation: 松山
  • Year and Date: 2009-11-08
• [Presentation] アゾベンゼンフォトメカニカル結晶 (2009)
  • Author(s): 小島直子・小島秀子
  • Organizer: 日本化学会西日本大会
  • Place of Presentation: 松山
  • Year and Date: 2009-11-08
• [Presentation] サリチリデンアニリン単結晶のフォトメカニカル機能 (2009)
  • Author(s): 武智恭子・小島秀子
  • Organizer: 日本化学会西日本大会
  • Place of Presentation: 松山
  • Year and Date: 2009-11-08
• [Presentation] 結晶のキラリティー (2009)
  • Author(s): 小島秀子
  • Organizer: 早稲田大学グローバルCOE「実践的化学知」、The Symposium on Chiral Science & Technology(招待講演)
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京)
  • Year and Date: 2009-09-25
• [Presentation] サリチリデンアニリン結晶のフォトメカニカル特性 (2009)
  • Author(s): 武智恭子・小島秀子
  • Organizer: 光化学討論会
  • Place of Presentation: 桐生
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] アゾベンゼン系結晶のフォトメカニカル機能の発現機構 (2009)
  • Author(s): 小島秀子・小島直子
  • Organizer: 光化学討論会
  • Place of Presentation: 桐生
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Presentation] スピロピラン結晶のフォトメカニカル運動 (2009)
  • Author(s): 内本英孝・小島秀子
  • Organizer: 光化学討論会
  • Place of Presentation: 桐生
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Presentation] アミノアゾベンゼン結晶のフォトメカニカル機能 (2009)
  • Author(s): 小島直子・小島秀子
  • Organizer: 光化学討論会
  • Place of Presentation: 桐生
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Remarks]
  • URL: http://www.ehime-u.ac.jp/~achem/kino/