分子シミュレーションによる機能性有機材料溶液の非平衡自己組織化挙動の研究

• Project Area: Emergent Chemistry of Nano-scale Molecular System
• Project/Area Number: 21111524
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 米谷 慎 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 研究グループ長 (30443237)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2010: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2009: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 計算物理 / 原子・分子物理 / 自己組織化 / ナノ材料 / 複合材料・物性 / 分子性固体 / 有機導体 / ディスプレイ

Research Abstract

本研究の目的である、自己組織化性を高度に取り入れた新規な溶液プロセスの探索を、分子論的シミュレーション手法を用いて行った。研究実施計画に沿って、まず、前年度実施した、それ自身液晶性を示す最も単純な誘導体である、末端鎖長4の4-プロポキシ-安息香酸、および溶質であるペンタセンについての分子モデリングとシミュレーションを基に、両者の混合溶液の解析を行った。具体的には、安息香酸誘導体液晶溶媒中のペンタセンの分子配向について、分子シミュレーションを用いて検討した。その結果、上記液晶溶媒中のペンタセン分子の長軸配向が、溶媒である安息香酸液晶自身と同程度の配向揺らぎにより溶液全体のダイレクタ方向に配向した溶液構造を得た。次に、上記の混合溶液のせん断シアー下の挙動の解析を行い、シアーと液晶溶液中の分子配向の関係を調べた。その結果、溶液全体のダイレクターのせん断シアー方向への配向に伴って、溶質ペンタセンの配向もせん断シアー方向に配向する傾向がみられた。また、基板上薄膜状態におけるペンタセン結晶薄膜自身の結晶多形についても検討し、ペンタセン薄膜が溶液プロセス形成された場合の多形が、真空蒸着形成された場合と異なるメカニズムを分子シミュレーションによる解析から提案した。

Research Products

• [Journal Article] Molecular Dynamics Simulations of Pentacene Thin-films : Effect of Surface on Polymorph Selection (2010)
  • Author(s): M.Yoneya, M.Kawasaki, M.Ando
  • Journal Title: J.Mater.Chem. Volume: 20 Pages: 10397-10402
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel chiral effect that produces the anisotropy in 3D structured soft material : chiralitv-druven cubic-tetragonal liquid crystal phase transition (2009)
  • Author(s): T.Yamamoto, I.Nishiyana, M.Yoneya, H.Yokoyama
  • Journal Title: J.Phys.Chem.B. 113 Pages: 11564-11567
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ペンタセン薄膜における動的揺らぎに起因した多形選択 (2010)
  • Author(s): 米谷慎、川崎昌宏、安藤正彦
  • Organizer: 分子シミュレーション討論会
  • Place of Presentation: 福井
  • Year and Date: 2010-11-24
• [Presentation] ペンタセン薄膜における動的揺らぎに起因した多形選択:分子シミュレーションによる解析 (2010)
  • Author(s): 米谷慎、川崎昌宏、安藤正彦
  • Organizer: 第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎大学
  • Year and Date: 2010-09-14
• [Presentation] ペンタセンリオトロピック液晶の溶液構造 (2010)
  • Author(s): 米谷慎、山本貴広、横山浩
  • Organizer: 2010年液晶学会討論会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2010-09-06
• [Presentation] ペンタセンリオトロピック液晶の溶液構造 (2010)
  • Author(s): 米谷慎、山本貴広、横山浩
  • Organizer: 第14回液晶化学研究会
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2010-06-28
• [Presentation] ペンタセン薄膜相は"substrate induced"か?:分子シミュレーションによる解析II (2010)
  • Author(s): 米谷慎、川崎昌宏、安藤正彦
  • Organizer: 第58回 応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工大
  • Year and Date: 2010-03-24
• [Presentation] 分子シミュレーションによるペンタセンリオトロピック液晶溶液構造の解析 (2010)
  • Author(s): 日米谷慎、山本貴広
  • Organizer: 新学術領域「創発化学」第1回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2010-02-05
• [Presentation] Pentacene Thin Films Prepared by Application of Lyotropic Liquid Crystalline Solutions (2009)
  • Author(s): 米谷慎、山本貴広、横山浩
  • Organizer: 第19回日本MRS学術シンポジウム
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-12-07
• [Presentation] リオトロピック液晶溶液塗布によるペンタセン薄膜形成 (2009)
  • Author(s): 米谷慎、山本貴広、横山浩
  • Organizer: 2009年日本液晶学会討論会
  • Place of Presentation: 東京農工大
  • Year and Date: 2009-09-13
• [Presentation] リオトロピック液晶溶液塗布によるペンタセン薄膜形成 (2009)
  • Author(s): 米谷慎、山本貴広、横山浩
  • Organizer: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 2009-04-02