高次構造の光制御による光量および温度の自動調節機能を有する高分子液晶材料の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650887
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 栗原 清二 熊本大学, 工学部, 助教授 (50225265)
• Keywords: 光スイッチング / コレステリック液晶 / キラルアゾベンゼン分子 / 透明 / 不透明 / 高分子液晶 / 低分子液晶 / 複合材料

Research Abstract

(1)キラル構造を有する光応答分子としてアゾベンゼン誘導体を合成した。このキラルアゾベンゼン分子を低分子液晶にドープすることで、らせん構造を有するコレステリック液晶相を発現した。紫外光照射に伴うトランス体からシス体への光異性化により、キラル分子がらせん構造を誘起する際のねじり力が減少した。
(2)光応答性を示さず、かつキラルアゾベンゼン分子と反対向きのらせん構造を誘起するキラルドーパントをキラルアゾベンゼン分子と一緒に低分子液晶にドープすることで、両者のねじり力を相殺した補償ネマチック液晶を形成した。この補償ネマチック液晶に紫外光・可視光を照射することで、系の透明状態-不透明状態間の光スイッチングが誘起できた。
(3)透明状態-不透明状態間の光スイッチングにメモリー性を付与するために、2つの試みをおこなった。ひとつめは、ホスト低分子液晶の代わりに高分子液晶をホスト材料として用いた系での実験であるが、キラル分子により、らせん構造が誘起できず、スイッチング実験までには至らなかった。そこで、透明-不透明間光スイッチングを示す低分子液晶材料と高分子液晶との複合化を行った。複合材料においても、低分子系と同様の光スイッチングが誘起できた。この時の不透明状態の安定性(メモリー性)は特に低温条件下において著しく向上することが明らかとなった。