2006 Fiscal Year Annual Research Report
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16072214
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
入江 正浩 九州大学, 大学院工学研究院, 教授 (30001986)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 建児 九州大学, 大学院工学研究院, 助教授 (80262145)
深港 豪 九州大学, 大学院工学研究院, 助手 (80380583)
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| Keywords | 分子結晶 / フォトクロミズム / X線構造解析 / 結晶構造 / 結晶形態変化 |
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| Research Abstract |
フォトクロミック反応するジアリールエテン単結晶を作製し、結晶中での分子レベルでの分子構造変化とバルク結晶の形状変化との相関を明らかにし、また、その形状変化の応答速度を求めることを目的とした。1,2-bis(2-methyl-5-tolyl-3-thienyl)perfluorocyclopentene単結晶について、光誘起表面形態変化を原子間力顕微鏡を用いて観測した。マイクロメートル領域での観察では、紫外光照射により1.2-1.3nmの穴が多数生成し、可視光照射により消滅することが認められた。この穴形成と分子構造変化との相関を明らかにするために、表面に存在する分子の原子像計測を試み、その結果、メチル基の配列を直接観測することに成功した。紫外光を照射すると、そのメチル基が表面から消え、可視光照射により再び現れることが認められた。これは、ジアリールエテン分子が閉環反応/開環反応により収縮/伸張し、メチル基が表面から可逆的に下降/上昇していることを示している。分子レベルでの構造変化が表面のバルク形態を引き起こしていることが確かめられた。
17年度後半に、1,2-bis(2-ethyl-5-phenyl-3-thienyl)perfluorocyclopentene単結晶が、紫外光/可視光照射によりバルク形状を可逆に変えることを見出した。今年度は、このことを確認し、その機構解明に努めた。形状は、四角形から菱形に変形する。この変形と、X線構造解析により求められたジアリールエテン分子の配列との相関を検討し、ジアリールエテン分子が閉環反応により分子厚みが薄くなり、隣り合った分子がファン・デル・ワールスカにより寄り集まることが変形の原因であることを明らかにした。この変形のダイナミクスを高速カメラにより追跡し、分子がナノ秒で変形したのち、ゆっくりと10マイクロ秒でバルク結晶が変形することを見出した。光誘起分子結晶変形のダイナミクスを明らかにすることができた。
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