2017 Fiscal Year Annual Research Report
強磁性ソフトマテリアルを志向した有機ラジカル分子の設計と構造制御
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17J09262
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山口 大輔 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | 自己組織化 / 物理ゲル / 液晶 / 自己組織性ファイバー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分子の自己組織化を利用してナノからマイクロスケールの構造を分子レベルで精緻に制御する技術は有機機能性材料構築において極めて重要である。物理ゲルは分子間相互作用によりナノスケールの一次元構造からなる三次元ファイバーネットワークを自己組織的に構築する。機能性部位を導入した低分子ゲル化剤を用いることで、分子の自己組織化により機能性部位を集積させた様々な刺激応答性ソフトマテリアル開発が行われている。本研究課題では、有機ラジカル分子の集積構造を分子レベルで制御することで強磁性材料の開発を目指している。
また分子の集積構造に加え、巨視的な材料構造が様々な機能発現に寄与している。加藤研究室では、低分子ゲル化剤と液晶分子を複合化した液晶物理ゲルを開発し、新たな自己組織性ファイバーの配向制御手法を開拓している。有機ラジカル分子からなる一次元状集合体の巨視的構造を自在に制御することが強磁性材料開発においても重要だと考えられる。
当該年度の研究では、液晶中で形成されるファイバーの巨視的な構造と配向を精密に制御するために、液晶配向場での低分子ゲル化剤分子の動的な挙動に着目し、自己組織性ファイバー形成の基礎的特性の調査と巨視的構造の制御を行った。まず配向ネマチック液晶中でのゲル化剤分子のファイバー形成条件を検討することにより、ファイバーの構造制御を試みた。ファイバー形成の条件を変化させながら光学顕微鏡で観察したところ、球晶状のファイバー状集合体からファイバー全体が配向した集合体の作り分けに成功した。液晶中でのモノマー状態でのゲル化剤分子の動的挙動と濃度がファイバーのマクロな構造に影響していると考えられる。同一の液晶とゲル化剤の組合せで自己組織性ファイバーの配向を変化させた例は他になく、自己組織性材料の高度な機能制御のための新たな材料設計指針となると考えられる。
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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
当該年度の研究では、最終的な目標である有機ラジカル分子からなる機能性材料の開発にはまだ至っていないが、液晶中での自己組織性ファイバーの形成過程の究明によるファイバーの巨視的な構造と配向の制御に成功している。この研究結果は自己組織性ファイバーからなる機能性ソフトマテリアル開発において、自己組織性ファイバーの精緻な構造制御による高度な機能発現につながることが期待できるため、当該年度における研究はおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当該年度の研究において、液晶中での低分子ゲル化剤の動的挙動が、自己組織性ファイバーのマクロな構造に大きく影響していることが明らかになった。今後は低分子ゲル化剤分子の動的な挙動を制御することで、新たなファイバーの巨視的構造制御、および新規な機能発現を目指す予定である。
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Research Products
(1 results)
