2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Directionally Flexible pi-Conjugated Molecules and the Structural Control
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15K17849
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
高井 淳朗 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 研究員 (90746728)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 分子スイッチ / π共役分子 / 超分子 / 電子状態 / 相転移 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
π共役分子は、優れた光学・電子的特性を示し、有機材料に特有の「軽量性」や「伸縮性」と結びつけることで、無機材料では実現できない新しい機能性材料のための有用なビルディングブロックとして期待されている。熱・光・レドックスなどの外部刺激により、π共役分子の構造・電子状態の変化を巨視的な物性や機械的動きに変換・増幅することは、こうした新しい有機材料の創出に必要不可欠な目標の一つである。このような背景から、本研究では『バルク状態においても可動しうる動的なπ共役分子集積体の構築』および『機能化』に焦点を当てて、新規な機能性π共役分子集積体の設計に取り組んだ。
本年度は、昨年度に引き続き方向性をもって可動するπ共役系分子スイッチユニットを超分子化し、その集積体の凝集状態における動的挙動について解析した。可動部位となるフェロセンにナフタレンジイミドが直結した複合体を超分子化すると、ナフタレンジイミドの可動面とほぼ直交する軸に沿ってファイバー状の集積体が形成されることがわかった。この超分子集積体は、温度変化に伴い超分子構造を変化させながら、多段階の相転移挙動を示した。また、相転移に付随して、紫外－可視吸収スペクトルおよび電子物性も変化することがわかった。
また、分子のひずみエネルギーと巨視的な力の連動を目指して、歪んだ炭素－炭素二重結合を有する新奇な非平面性π共役分子の合成・物性探索にも取り組んだ。合成した9,9'-bifluorenylidene誘導体は、極端にねじれた炭素－炭素二重結合を有し、ねじれが小さな参照化合物と比較すると、基底状態および励起状態において特異な電子・スピン状態を有することがわかった。この化合物の単結晶構造の圧力依存性を測定したところ、高圧になるにつれてその単位格子が小さくなっていくことがわかった。
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