2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of technologies for preparing metastable states of soft crystals and elucidation of their phase transition phenomena
| Project Area | Soft Crystals: Science and Photofunctions of Easy-Responsive Systems with Felxibility and Higher-Ordering |
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| Project/Area Number |
17H06375
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
石井 和之 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (20282022)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮武 智弘 龍谷大学, 先端理工学部, 教授 (10330028)
高江 恭平 東京大学, 生産技術研究所, 特任講師 (30739321)
篠崎 一英 横浜市立大学, 理学部, 教授 (40226139)
恩田 健 九州大学, 理学研究院, 教授 (60272712)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 準安定状態 / ポルフィリン / 機械的回転 / 相転移 / 分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ソフトクリスタルにおけるマクロな低刺激とナノ構造変化を繋ぐ学理を解明することで、全く新しい機能性素材の開発指針を得ることを目的とする。今年度は、以下の研究を遂行した。
１、ソフトクリスタル評価方法の開発：構造化照明顕微鏡と共焦点レーザー顕微鏡に適切な閉鎖系を適用することで、Pt錯体のベイポクロミック挙動を調査した。このPt錯体では、アモルファス固体粉末がアルコール蒸気に暴露されることにより結晶化される。その単一粒子の微視的固体結晶化プロセスについて超解像顕微鏡観察を行い、三次元的ベイポクロミズム時間変化を解明した。また、光散乱の問題を解決することで、ベイポクロミズム結晶の時間分解赤外分光測定に成功し、結晶軸方向に依存した構造変化を明らかにした。
２、モデル化による相転移の原理解明：キラル分子モデルにおいて、理論的に隣り合った分子同士が捩れた配置をとるとき、安定となるようにする。分子の形状を変化させ、隣り合った楕円体分子間に働く捩れの強さを制御したところ、捩れが弱い時は、分子の向きが揃った均一相、捩れを強くしていくと分子の向きが捩れたらせん相、そしてさらに捩れを強くすると分子が渦状に配向したハーフスキルミオン相への相転移が起こることを明らかにした。さらに、相転移により不均一な弾性場が発生すること、外部応力の印加によって相転移を制御できることが明らかとなった。
３、新規機能開拓：ソフトクリスタルのベイポクロミズム挙動を調べる際に、揮発性有機化合物に対する有機潮解性応答を見出した。この有機潮解は、「似たものを溶解する」という原理に従って設計でき、揮発性有機化合物を回収剤としての発展が期待できる。また、M[Ru(bpy)(CN)4] (M2+ = Ca2+, Sr2+, Ba2+)結晶において、水分子の吸脱着を伴う固体色および発光色の可逆なサーモクロミズムを見出した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(40 results)
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[Journal Article] Aggregation-induced Emission Active Thermally-activated Delayed Fluorescence Materials Possessing N-Heterocycle and Sulfonyl Groups2022
Author(s)
Y. Matsui, Y. Yokoyama, T. Ogaki, K. Ishiharaguchi, A. Niwa, E. Ohta, M. Saigo, K. Miyata, K. Onda, H. Naito, H. Ikeda
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Journal Title
J. Mater. Chem. C
Volume: 10
Pages: 4607-4613
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Enhanced light-matter interaction and polariton relaxation by the control of molecular orientation2021
Author(s)
T. Ishii, F. Bencheikh, S. Forget, S. Chenais, B. Heinrich, D. Kreher, L. S. Vargas, K. Miyata, K. Onda, T. Fujihara, S. Kena-Cohen, F. Mathevet, C. Adachi
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Journal Title
Adv. Opt. Mater.
Volume: 10
Pages: 2101048
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Photoinduced Oxygen Transport in Cobalt Double-Perovskite Crystal EuBaCo2O5.392021
Author(s)
M. Hada, S. Ohmura, T. Ishikawa, M. Saigo, N. Keio, W. Yajima, T. Suzuki, D. Urushihara, K. Takubo, Y. Masaki, M. Kuwahara, K. Tsuruta, Y. Hayashi, J. Matsuo, T. Yokoya, K. Onda, F. Shimojo, M. Hase, S. Ishihara, T. Asaka, N. Abe, T. Arima, S. Koshihara, Y. Okimoto
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Journal Title
Appl. Mater. Today
Volume: 24
Pages: 101167
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Guest-tunable Excited States in a Cyanide-bridged Luminescent Coordination Polymer2021
Author(s)
K. Sasaki, H. Yoshino, Y. Shimoda, M. Saigo, K. Miyata, K. Onda, K. Sugimoto, H. Yamate, H. Miura, B. Le Ouay, R. Ohtani, M. Ohba
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Journal Title
Inorg. Chem.
Volume: 60
Pages: 6140-6146
DOI
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