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動的階層構造を持つ液晶秩序の構築と金属融合ハイブリッド材料の創製

Publicly Offered Research

Project AreaFusion Materials: Creative Development of Materials and Exploration of Their Function through Molecular Control
Project/Area Number 23107503
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 InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

吉澤 篤  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (30322928)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords自己組織化 / 液晶 / ブルー相 / サイボタクチック相 / 超分子化学 / 階層構造 / 分子認識
Outline of Annual Research Achievements

分子内に複数の液晶形成基を持つ超分子が種々の階層構造液晶相を構築することが知られており、通常の棒状分子からなる液晶相にはないユニークな機能を発現する。本研究課題では、金属融合を念頭に置き、テンプレートとして有用な動的階層構造を持つ液晶相の構築を目標とした。ダイナミクスを伴う動的秩序の階層性を分子レベルで制御し、ブルー相およびサイボタクチックネマチック相を発現させた。
ブルー相の分子設計指針:ブルー相は二重ねじれ構造を持つシリンダーの配列により形成される階層構造液晶であるが、通常の棒状ネマチック液晶分子では長軸回りの対称性が高く、二重ねじれが安定化しない。そこで、分子二軸性を持つ板状分子であれば長軸に垂直な二つの短軸が存在し、キラル化合物の添加により二重ねじれが安定化するとの仮説のもとに検討した。ネマチック性の高い液晶形成基をスペーサーを介してカテコールあるいはビフェニルにつないだU型化合物を合成した。合成したU型化合物に強いねじり力を持つキラル化合物を混合し、その相転移挙動を観察した。ブルー相発現と分子構造に由来する性質(ねじり力、弾性定数、分子二軸性)の相関を調べたところ,通常考えられているねじり力の強さではなく、分子二軸性が重要であることがわかった。また,板状構造が柔らかいと想定されるビフェニル誘導体においては格子構造を持つキュービックブルー相に加え、アモルファスブルー相も幅広い温度範囲で発現した。ブルー相の安定化のみならず、作り分けの指針が得られた。
サイボタクチックネマチック(Ncyb)相の安定化:Ncyb相では層秩序を持つクラスターが生成消滅を繰り返している。末端にヒドロキシ基を持つ棒状化合物が28Kの温度幅のNcyb相を発現した。水素結合によるミクロ相分離に由来する平行配列とエントロピー項に由来する反平行配列の競合がクラスターの生成消滅の駆動力になったと考えている。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 2 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] U-shaped oligomers with a molecular biaxiality stabilizing blue phases2013

    • Author(s)
      M. Tanaka, A. Yoshizawa
    • Journal Title

      J. Mater. Chem. C

      Volume: 1 Issue: 2 Pages: 315-320

    • DOI

      10.1039/c2tc00105e

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 多彩な形の分子が創り出す新しい液晶の世界2013

    • Author(s)
      吉澤 篤
    • Journal Title

      液晶

      Volume: 17 Pages: 88-103

    • NAID

      10031167765

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anomaly of Pretransitional Behavior at the Nematic-Smectic-A Phase Transition of Amphiphilic Liquid Crystals with a Hydrophilic Group2013

    • Author(s)
      Yasuhiro Kimoto, Ayumi Nishizawa, Yoichi Takanishi, Atsushi Yoshizawa, Jun Yamamoto
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B

      Volume: 117 Issue: 20 Pages: 6290-6293

    • DOI

      10.1021/jp401057n

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chiral Liquid Crystal Trimer Exhibiting an Optically Uniaxial Smectic Phase with a Double-Peak Polarization2012

    • Author(s)
      Daiki Tsuji, Yoichi Takanishi, Jun Yamamoto, Atsushi Yoshizawa
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 116 Issue: 15 Pages: 8678-8687

    • DOI

      10.1021/jp2115934

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Liquid Crystal Supermolecules Stabilizing an Optically Isotropic Phase with Frustrated Molecular Organization (Invited Focus Review)2012

    • Author(s)
      A. Yoshizawa
    • Journal Title

      Polymer Journal

      Volume: 44 Issue: 6 Pages: 490-502

    • DOI

      10.1038/pj.2012.55

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Molecular Design of Blue Phase Materials2012

    • Author(s)
      Atsushi Yoshizawa
    • Organizer
      The 1st Asian Conference on Liquid Crystals
    • Place of Presentation
      富士カルム 富士吉田市
    • Year and Date
      2012-12-16
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Anticancer Activity of a Liquid Crystalline Compound Possessing a Terminal Hydroxyl Group2012

    • Author(s)
      Yukako Fukushi
    • Organizer
      The 1st Asian Conference on Liquid Crystals
    • Place of Presentation
      富士カルム 富士吉田市
    • Year and Date
      2012-12-16
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 棒状液晶が示すサイボタクチックネマチック相2012

    • Author(s)
      西谷渉
    • Organizer
      2012年日本液晶学会討論会
    • Place of Presentation
      千葉大学西千葉キャンパス 千葉市
    • Year and Date
      2012-09-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ブルー相安定化に及ぼすオリゴマーの形状効果2012

    • Author(s)
      鹿嶋慎也
    • Organizer
      2012年日本液晶学会討論会
    • Place of Presentation
      千葉大学西千葉キャンパス 千葉市
    • Year and Date
      2012-09-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子構造から見たブルー相発現の要因2012

    • Author(s)
      吉澤 篤
    • Organizer
      (社)日本液晶学会ソフトマターフォーラム第11回講演会「ブルー相を語り合う」
    • Place of Presentation
      DIC本社 東京都中央区
    • Year and Date
      2012-06-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 液晶オリゴマーによるフェリ誘電性相の安定化2011

    • Author(s)
      吉澤篤
    • Organizer
      日本液晶学会物理・物性フォーラム2011
    • Place of Presentation
      DIC株式会社本社(東京都中央区)
    • Year and Date
      2011-11-18
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 二成分液晶系のブルー相安定性におけるホストーゲスト効果2011

    • Author(s)
      田中雅展、古川裕太郎、高橋育子、廣瀬鉄、吉澤篤
    • Organizer
      2011年日本液晶学会討論会
    • Place of Presentation
      東京都市大学世田谷キャンパス(東京)
    • Year and Date
      2011-09-13
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] キラル三量体液晶のフラストレート相発現に及ぼす分子構造の影響2011

    • Author(s)
      辻大樹、高西陽一、山本潤、吉澤篤
    • Organizer
      2011年日本液晶学会討論会
    • Place of Presentation
      東京都市大学世田谷キャンパス(東京)
    • Year and Date
      2011-09-12
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] 化学便覧応用化学編第7版2013

    • Author(s)
      吉澤 篤
    • Publisher
      丸善出版株式会社
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Book] Handbook of Liquid Crystals Vol. 3, 2nd edition2013

    • Author(s)
      Isa Nishiiyama
    • Publisher
      Wiley-VCH Verlag GmbH Co. KGaA
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks] 吉澤鷺坂研究室ホームページ

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.st.hirosaki-u.ac.jp/~lclab/

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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