動的階層構造液晶を用いた特異的金属集積による表示・薬理活性機能の創成

• Project Area: Fusion Materials: Creative Development of Materials and Exploration of Their Function through Molecular Control
• Project/Area Number: 25107702
• 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: Hirosaki University
• Principal Investigator: 吉澤 篤 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (30322928)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2014: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2013: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: 液晶 / 超分子化学 / 階層構造 / キラリティー / 自己組織化 / 分子認識 / 薬理活性 / ディスプレイ

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、局所的な秩序が生成・消滅を繰り返す動的液晶場を構築し、それを用いて環境負荷の小さな高画質表示機能および固形がんに対する抗腫瘍活性機能を創成することを目指した。
動的液晶場の分子設計：テーパー型の三量体液晶を合成し、それが層秩序の揺らぎを持つモジュレーテッドスメクチック相を発現した。相発現の駆動力がダイポール―ダイポール相互作用によるインターカレテッド構造とパッキングエントロピーに由来するモノレイヤー構造の競合であることを明らかにした。隣接する分子の掉尾の相互作用が相構造の安定化に寄与していると考えられる。
表示媒体の開発：高分子安定化手法を用いアモルファスブルーIII相の温度幅を50K以上に拡大した。室温で電圧―透過率曲線にヒステリシスが無く、高速な電界応答が得られること実証した。
液晶性化合物による抗腫瘍効果の発現：一級アルコールを持つ安息香酸エステル誘導体を合成し、固形がんである非小細胞肺がん細胞株A549の増殖抑制に及ぼす効果を調べた。構造―物性相関から抗腫瘍効果の発現には、分子の疎水性、約150 nmの粒径を持つ集合体の形成能およびサーモトロピック液晶発現に特徴的な分子間相互作用が重要であることがわかった。
アキラル液晶による自発的対称性の破れ：フェニルピリミジン基をフレキシブルスペーサーでつないだアキラル三量体液晶の二成分等モル混合系において逆の旋光性を持つ２つのドメインからなるヘリカルナノフィラメント相（B4相）が発現した。X線回折の結果から２つの三量体が会合して超分子ベント型構造を形成し、それがスメクチック層の変形をもたらし、B4相発現の駆動力となったと考えている。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Supermolecular Bent Configuration Composed of Achiral Flexible Trimers Exhibiting Chiral Domains with Opposite Handedness (2015)
  • Author(s): Haruna Sasaki, Yoichi Takanishi, Jun Yamamoto, and Atsushi Yoshizawa
  • Journal Title: J. Phys. Chem. B Volume: 119 Issue: 12 Pages: 4531-4538
  • DOI: 10.1021/jp512710r
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Flexible taper-shaped liquid crystal trimer exhibiting a modulated smectic phase (2014)
  • Author(s): S. Kashima, Y. Takanishi, J. Yamamoto, and A. Yoshizawa
  • Journal Title: Liquid Crystal Volume: 41 Issue: 12 Pages: 1752-1761
  • DOI: 10.1080/02678292.2014.950353
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of Liquid-Crystallinity on Anticancer Activity of Benzoate Derivatives Possessing a Terminal Hydroxyl Group (2014)
  • Author(s): Yukako Fukushi, Hironori Yoshino, Junya Ishikawa, Masanobu Sagisaka, Ikuo Kashiwakura, Atsushi Yoshizawa
  • Journal Title: Liquid Crystals Volume: 41 Issue: 12 Pages: 1873-1878
  • DOI: 10.1080/02678292.2014.956350
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis and Anticancer Properties of Phenyl Benzoate derivatives possessing a terminal hydroxyl group (2014)
  • Author(s): Yukako Fukushi, Hironori Yoshino, Junya Ishikawa, Masanobu Sagisaka, Ikuo Kashiwakura, Atsushi Yoshizawa
  • Journal Title: J. Mater. Chem. B Volume: 2 Issue: 10 Pages: 1335-1343
  • DOI: 10.1039/c3tb21736a
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular design for a cybotactic nematic phase (2014)
  • Author(s): W. Nishiya, Y. Takanishi, J. Yamamoto and A.Yoshizawa
  • Journal Title: J. Mater. Chem. C Volume: 2 Issue: 19 Pages: 3677-3685
  • DOI: 10.1039/c4tc00001c
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Layer Modulated Smectic-C Phase in Liquid Crystals wit a Terminal Hydoroxyl Group (2014)
  • Author(s): Yasuhiro Kimoto, Ayumi Nishizawa, Yoichi Takanishi, Atsushi Yoshizawa, Jun Yamamoto
  • Journal Title: Phys. Rev. E Volume: 89
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Material Design for Blue Phase Liquid Crystals and Their Electro-Optical Effects (2013)
  • Author(s): Atsushi Yoshizawa
  • Journal Title: RSC. Advances Volume: 3 Issue: 48 Pages: 25475-25497
  • DOI: 10.1039/c3ra43546f
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anomaly of Pretransitional Behavior at the Nematic-Smectic-A Phase Transition of Amphiphilic Liquid Crystals with a Hydrophilic Group (2013)
  • 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
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Effects of Polymer-Stabilization on Electro-optical Properties in an Amorphous Blue Phase III (2014)
  • Author(s): Tetsu Hiorse, Atsushi Yoshizawa
  • Organizer: 21st International Display Workshops
  • Place of Presentation: TOKI MESSE Niigata, Convention Center, Niigata
  • Year and Date: 2014-12-03 – 2014-12-05
• [Presentation] フレキシブルな三量体液晶における相転移 (2014)
  • Author(s): 佐々木春菜，高西陽一，山本 潤，吉澤 篤
  • Organizer: 2014年日本液晶学会討論会
  • Place of Presentation: くにびきメッセ、松江市
  • Year and Date: 2014-09-08 – 2014-09-10
• [Presentation] 高分子安定化ブルー相IIIにおける電気光学応答 (2014)
  • Author(s): 廣瀬 鉄，吉澤 篤
  • Organizer: 2014年日本液晶学会討論会
  • Place of Presentation: くにびきメッセ、松江市
  • Year and Date: 2014-09-08 – 2014-09-10
• [Presentation] アキラル三量体液晶とシアノビフェニル誘導体の混合物に誘起された光学的等方相 (2014)
  • Author(s): 加藤 祐介，佐々木春菜，高西陽一，山本 潤，吉澤 篤
  • Organizer: 2014年日本液晶学会討論会
  • Place of Presentation: くにびきメッセ、松江市
  • Year and Date: 2014-09-08 – 2014-09-10
• [Presentation] サイボタクチックネマチック相を示すU型化合物へのキラル添加効果 (2014)
  • Author(s): 村木亮介，西谷 渉，吉澤 篤
  • Organizer: 2014年日本液晶学会討論会
  • Place of Presentation: くにびきメッセ、松江市
  • Year and Date: 2014-09-08 – 2014-09-10
• [Presentation] Amorphous Blue Phase III Exhibiting Hysteresis-Free Switching
  • Author(s): Atsushi Yoshizawa
  • Organizer: 13th International Meeting on Information Display
  • Place of Presentation: EXCO, Daegu, Republic of Korea
  • Invited
• [Presentation] Molecular Design of Blue Phase Materials for Display Devices
  • Author(s): Atsushi Yoshizawa
  • Organizer: 15th Topical Meeting on Optics of Liquid Crystals
  • Place of Presentation: Ala Moana Hotel, Honolulu, Hawaii, USA
  • Invited
• [Presentation] 多彩な形の分子が創り出す新しい液晶の世界
  • Author(s): 吉澤 篤
  • Organizer: 2013年日本液晶学会討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学会館講堂，大阪
  • Invited
• [Presentation] サイボタクチックネマチック相を発現する棒状液晶
  • Author(s): 西谷 渉，高西陽一，山本 潤，吉澤 篤
  • Organizer: 2013年日本液晶学会討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学会館講堂，大阪
• [Presentation] λ型液晶オリゴマーによるモジュレート相の発現
  • Author(s): 鹿嶋慎也，高西陽一，山本 潤，吉澤 篤
  • Organizer: 2013年日本液晶学会討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学会館講堂，大阪
• [Presentation] 三量体液晶の双極子－双極子相互作用に由来する相転移挙動
  • Author(s): 佐々木春菜，高西陽一，山本 潤，吉澤 篤
  • Organizer: 2013年日本液晶学会討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学会館講堂，大阪
• [Presentation] 末端ヒドロキシル基を有する液晶性化合物のA549肺癌細胞に対する抗腫瘍効果
  • Author(s): 福士由佳子，吉野浩教，石川純也，鷺坂将伸，柏倉幾郎，吉澤 篤
  • Organizer: 日本化学会第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学 東山キャンパス，名古屋
• [Presentation] アキラルな三量体液晶におけるキラルな液晶相
  • Author(s): 佐々木春菜，高西陽一，山本 潤，吉澤 篤
  • Organizer: 日本化学会第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学 東山キャンパス，名古屋
• [Presentation] ブルー相安定化に及ぼす分岐アルキル鎖の効果
  • Author(s): 勝田伸一，市村典加，倉内麻利子，吉澤 篤
  • Organizer: 日本化学会第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学 東山キャンパス，名古屋
• [Remarks] 吉澤・鷺坂研究室ホームページ
  • URL: http://www.st.hirosaki-u.ac.jp/~lclab/
• [Remarks] 吉澤・鷺坂研究室ホームページ
  • URL: http://www.st.hirosaki-u.ac.jp/~lclab/