2018 Fiscal Year Annual Research Report
Functionalization of liquid crystals by the introduction of biomolecules
| Project/Area Number |
15K13555
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Science |
|---|
Principal Investigator |
古江 広和 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 教授 (70289304)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 液晶 / 生物 / DNA / リオトロピック / ブルー相 / イオン / 円二色性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、DNA添加効果が顕著に現れると期待される水系のリオトロピックネマティク（LNe）液晶の作製を試みた。結果、二成分系では不可であったが、三成分系にすることでLNe液晶の作製が実現できた。また、興味深いことに、室温で等方相を示すLNe液晶にDNAを少量添加するだけでネマテリック相が発現した。油系のネマテリック液晶では観られなかった現象であり、やはり、生体に近い水系液晶への添加効果の方がより大きく現れることが分かった。一方で、イオン密度測定による電気的性質については、油系液晶中ではDNA分子がイオン的に振る舞うことが分かっているが、水系LNe液晶中では、顕著なイオン的振る舞いは観測されなかった。これは、互いに水溶性のDNA分子とLNe液晶を構成する界面活性剤分子が水素結合等の強い結合を生じているためと考えられる。
また、ブルー相液晶については、光重合性モノマー液晶を用いたブルー相の発現に成功し、さらにラビング法による配向処理によってある程度均一な配向構造を得ることができた。結果、モノマーおよびカイラル剤濃度を詳細に調査することによって、他の等方性液体相やコレステリィク相で重合したものよりも機械的強度の高いブルー相固化試料を得ることができた。
本課題では、“生物”と“液晶”の密接な関係性に着目し、生体分子としてDNAの液晶への添加効果および生体類似構造を有するブルー相液晶について調査を行った。液晶材料としては油系および水系の液晶を作製した。油系と水系の液晶へのDNA添加効果を考察すると、総じてDNA分子は生体に近い水系液晶に強い効果を示すことが分かった。
ブルー相液晶については、光重合性モノマーを用いたブルー相の発現に成功し、さらに配向処理による一様配向化、また、それに基づく高機械強度試料を得ることができた。
|
