2018 Fiscal Year Research-status Report
Highly oriented J-aggregates induced by atomic grooves on poly(tetrafluoroethylene) surfaces
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17K04996
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| Research Institution | Fukushima National College of Technology |
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Principal Investigator |
田中 利彦 福島工業高等専門学校, 化学・バイオ工学科, 教授 (10709819)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅澤 洋史 福島工業高等専門学校, 化学・バイオ工学科, 准教授 (20369929)
青山 哲也 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (50342738)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | J会合体 / ポリテトラフルオロエチレン / 分子配向 / 分子動力学 / シミュレーション / 二色性色素 / 原子溝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）会合体の面内分布を計測する顕微観察システムの使用方法を改良し会合体分布観察の信頼性を高め標準化した。具体的には使用する干渉フィルターや減光フィルターの組み合わせ、等を定め、配向したJ会合体の面内分布がサブミクロンレベルで把握できている。
（２）J会合体は成長するグレインの周辺部等に偏在する傾向が強い事が確認できた他、PTFE配向膜のある種の状態の違いがJ会合体の成長に影響している事が確認できた。
（３）分子末端だけが僅かに違う３種（ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ピロリジニルアミノ）のポリアゾ系色素化合物のなかで、ジエチルアミノ体だけが安定なJ会合体をPTFE配向膜上で形成する。この興味深い劇的な置換基効果を解析するため、それぞれの単結晶を作製しそのX線回折測定を行った。現在詳細を解析中である。
（４）一方これらの配向度はピロリジニルアミノ体が傑出しているが、その原因が分子動力学モデル解析から判明した。
（５）さらにはポリアゾ系色素化合物の直鎖アルキル末端の長さだけを変えた１０種の色素分子の分子動力学モデル解析および実験結果から、直鎖ブチル程度の長さの末端の場合に最も配向度が高まる事が既に判っていたが、その分子レベルのメカニズムが解析できた。
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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
（１）J会合体の面内分布測定技術として完成し、それを基礎に配向したJ会合体が成長するグレインの周辺部等に偏在する傾向が強い事が確認できた。
（２）ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ピロリジニルアミノという三つの末端は大きさや電気的性質が似ていて、わずかな違いが配向度やJ会合体の生成に影響する現象は、J会合体を作るための要因を解析する上で貴重で、大きな成果になると思われた。解析自体はまだ完全に終了していないが、既に一定の目処を得ており、確実に成果が見込める。
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| Strategy for Future Research Activity |
ポリアゾ系色素化合物の末端がわずかに違う３種（ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ピロリジニルアミノ）の解析を中心に、他の色素化合物の結果も含めて成果を総合的にまとめていく。具体的には単結晶構造がそれぞれのJ会合体構造を反映するという仮定のもと、単結晶構造における分子間相互作用解析からJ会合体を与えやすいジエチルアミノ末端基の効果を解明する。その上で他の色素化合物の結果を考察する。また出来れば、J会合体を与えやすいPTFEのラビング条件を明らかにし、局所的にはJ会合体だけで出来たドメインを形成する目処を得て、デバイスへの応用展開への道も開きたい。また成果の発表に注力し、内外の学会発表と論文投稿を積極的に進める。
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| Causes of Carryover |
予定していた一部の学会参加を、ある目的の調査のため次年度の別の学会に変更したため。また一部の消耗品の使用時期が次年度にずれ込んだため。
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