2016 Fiscal Year Annual Research Report
The development of metal free chirai all organic magnetic compounds
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15J01040
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
武元 佑紗 京都大学, 人間・環境学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | ニトロキシドラジカル / 正の磁気液晶効果 / ナノチューブ / 磁性ナノエマルション / 磁性液晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
＜ナノチューブおよび磁性ナノエマルション＞
親水基としてグルコース、疎水基として飽和アルキル鎖もしくは不飽和アルキル鎖を有する両親媒性ラジカル化合物を系統的に合成した。ついで、磁性ナノチューブの創製を目指した。結果として、ナノチューブを形成している可能性がある化合物は不飽和アルキル鎖とD-グルコースを有する両親媒性化合物のみであり、その水中における自己集合構造を検討するために、SEM観察を行った。すると、非常に細いナノファイバーを形成していることが確認されたが、溶媒、乾燥方法によって多様な形の集合体を形成しうることも分かった。上記から、磁性ナノチューブの調製が非常に難しいことを考慮し、より簡便に調製できるDDSやMRIに応用可能なマテリアル構築のために、両親媒性ラジカル化合物と界面活性剤を組み合わせた磁性ナノエマルションの調製を行った。この磁性ナノエマルションはMRI造影剤および、エマルション内に薬剤を封入したDDSキャリヤとしての高い応用性が期待される。
＜ジラジカル液晶＞
より強い磁気液晶効果の発現を期待して、液晶性を示すジラジカル化合物を合成した。DSC、PXRD、偏光顕微鏡観察結果からレクタンギュラーカラムナー相（Colr）相を示すことが分かった。ついで、SQUID磁束計を用いてモル磁化率の温度依存性を測定したところ、固体状態では低温域において反強磁性的相互作用が、固体-液晶相転移においては大きなモル磁化率の上昇が見られた。さらに、磁化（M）の磁場（H）依存性を測定したところ、原点を通る非線形なS字曲線を描いた。非線形な曲線は、温度に依存する線形成分と温度に依存しない非線形成分から成ると考え、線形分離を行ったところ、等方相、Colr相、結晶相において、非線形成分は温度に依存しないことが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当該3年間における研究計画として、本年度はナノチューブの合成および調製、そして、ジラジカル液晶化合物の合成および物性評価の研究に従事した。ナノチューブの研究では、結果として、ナノチューブの調製に失敗したが、既存の界面活性剤と組み合わせることで、非常に安定なナノエマルジョンの調製に成功している。また、ジラジカル液晶の研究では、特異な磁気相互作用の検出に成功し、その原因解明まであと一歩のところまで迫っている。来年度は、ナノエマルジョンの生体応用研究およびジラジカル液晶における磁気相互作用の解明に従事する予定である。次項および研究発表の項に記載したとおり、これらの研究成果を積極的に公表し、学会誌等への発表1件、学会発表7件の業績を残した。以上より、本年度の研究は期待以上の研究の進展があったと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
磁性ナノエマルションでは、アルキル鎖長がエマルションの安定性に与える影響及び、細胞毒性の検討を行う。
ジラジカル液晶では、アルキル鎖長を変化させることで、液晶相の変化を観察する。また、磁気液晶効果におけるアルキル鎖長の偶奇効果を検討するとともに、M/Hカーブで見られた非線形成分が何に由来するのかを究明する。
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