2017 Fiscal Year Annual Research Report
Supramolecular flow chemistry; A novel and practical self-assembly system coupled with non-equilibrium phenomena in microflow channel
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15H03532
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University |
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Principal Investigator |
沼田 宗典 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (70423564)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超分子制御 / 非平衡科学 / マイクロフロー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、マイクロ流路内の連続的な溶液の流れをマイクロサイズの分子組み立てラインとして捉え、分子から機能材料に至る分子階層化を１つの流れの中で瞬時に効率的に達成する次世代の超分子形成システムの構築を目指した。
前年度（２８年度）までマイクロフロー空間の特殊な分子環境を利用することにより、１）水素結合が効率的に形成され得ること、２）バルク溶液中では相互作用しない分子から準安定な超分子が形成できること、などマイクロ流路中における超分子制御に関する基本的な知見を得ている。特に超分子形成に用いられる汎用性の高い相互作用としてパイスタッキングと水素結合に着目しその精密な制御系の確立がある程度達成されつつある
こうした前年度までの成果を踏まえ、本年度はまず、弱い分子間相互作用がどの程度活性化され超分子形成に結びつくのか、について定量的な評価を実施することにした。会合率の算出についてすでに評価系が確立しているペリレンビスイミド誘導体をモノマー分子とした超分子重合をモデルとした評価を実施した。その結果、マイクロ流路内では通常の溶液中での超分子重合過程と比較して約５倍ほどの重合効率の促進が確認できた。これは超分子形成に必要な核形成段階がマイクロ空間内では効率的に進行することを強く示唆している。本年度はさらにマイクロ流路内に形成される層流が、高分子鎖と低分子とのホストゲスト相互作用に及ぼす影響についても検討を実施した。その結果、層流中における高分子の配向化が低分子との間のホストゲスト相互作用の促進に決定的な役割を果たしていることを見出した。
以上、これまで２年間の成果を踏まえ、本年度はマイクロ流路が超分子形成に及ぼす効果について初めて定量的な検討を実施した。さらにターゲットを低分子のみならず高分子にまで拡張することにより本系の一般性を検証することができた。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Water-induced self-assembly of an amphiphilic perilene bisimide dyad into vesicle, fibers, coils, and rings2018
Author(s)
M. Ogasawara, X. Lin, H. Kurata, H. Ouchi, M. Yamauchi, T. Ohba, T. Kajitani, T. Fukushima, M. Numata, R. Nogami, B. Adhikari, S. Yagai
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Journal Title
Mater. Chem. Front.
Volume: 2
Pages: 171-179
DOI
Peer Reviewed
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