2017 Fiscal Year Research-status Report
有機結晶のメカニカル・ドミノ多形転移の動的機構の解明
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15K13678
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
関谷 博 九州大学, 理学研究院, 名誉教授 (90154658)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 典史 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (30452163)
網本 貴一 広島大学, 教育学研究科, 准教授 (60294873)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 有機結晶 / 多形 / ドミノ転移 / ラマン分光 / 結晶シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機結晶のドミノ転移が注目されているが，そのメカニズムの詳細は殆ど未解明である．本研究においては，多形転移の中間状態を観測することによりドミノ転移のメカニズムを解明することを目的として行った．
5－クロロ－N－サリチリデンアニリン（5CSA）結晶は光照射，または機械的刺激によりα形からβ形に転移する．二つの方法によって生成する中間状態の違いついて，顕微ラマン分光法を用いて研究を行った．光照射法では，レーザーポインター光（405 nm）をα形結晶に照射してβ形への転移を誘起させた．機械的刺激法では，α形結晶をスパーテルで割ることでβ形への転移を誘起させた．
光照射法による顕微ラマンスペクトルの時間変化を測定したところ，α形結晶に光照射した直後にブロードなバックグラウンドが強く観測され，α形結晶の低波数の分子間振動の強度が減少した．時間が経過するにつれてバックグラウンドの強度が減少し，β形結晶のバンドの強度が増加した．機械的刺激法による顕微ラマンスペクトルの時間変化は光刺激法による結果とはかなり異なり，バックグランドは弱く観測された．また，α形結晶，β形結晶のスペクトルには観測されない新たなバンドが観測された．
上記の結果から，光照射と機械的刺激では転移の中間状態が異なることが初めて示唆された．また，光照射の方が機械的刺激より多形転移が速く進行することが分かった．光照射によって誘起された場合，結晶配向の無秩序化が大きいため，多形転移が機械的刺激よりも容易に起こると推察される．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
光照射法と機械的刺激法によって結晶の多形転移の中間状態が異なることが示された．この成果は，顕微ラマン分光法が有機結晶の多形転移の観測方法として極めて有用であることを示している．この成果を手掛かりにドミノ転移機構がより詳細に解明されることが期待できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
結晶の多形転移の中間状態が観測されたことを手掛かりに、結晶に刺激を与えた後のラマンスペクトルの時間変化の観測時間を長くする。中間状態のラマンスペクトルを基に，多形転移の中間状態ではどのような結晶構造をしているか，中間状態モデル構造を考え，理論シミュレーションを行う．
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| Causes of Carryover |
平成29年度までに画期的な成果が得られている．これらの成果を学会や論文として公表するための経費、共同研究者との打合せの経費が必要となった．
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