2020 Fiscal Year Annual Research Report
Nanoscopic Visualization of Chain-Scissoring Points in Polymer Mechanochemistry
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18H02050
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
森本 正和 立教大学, 理学部, 教授 (70447126)
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2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | メカノケミストリー / 高分子 / 力学特性 / 蛍光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、近年研究が活発化しているポリマーメカノケミストリーについて、高分子膜への引張応力の印加により発生する高分子鎖結合切断点の空間分布を分子レベルで可視化する新技術を確立することを目的としている。
昨年度までに、結合切断点プローブの設計基盤になり得る蛍光性フォトクロミック分子骨格を合成するとともに、その分子骨格が主鎖に挿入された高分子化合物を合成していた。本年度は、その高分子化合物の溶液に対して超音波を照射することで誘起される化学変化をスペクトル測定により観測することを試みた。超音波照射条件やスペクトル測定条件を詳細に検討したが、超音波照射によるフォトクロミック分子の化学変化に帰属される有意なスペクトル変化を観測するには至っていない。超音波照射によるフォトクロミック分子の効率的な化学変化が観測されない理由として、高分子鎖の重合度や化学構造、およびフォトクロミック分子の異性体間の相対的安定性が、超音波照射により化学変化を誘起するのに適していないことが考えられ、機械的刺激による化学変化の誘起へ向けて新たな分子設計が必要であることが分かった。このような実験と並行して、環化付加反応を利用した新たな結合切断点プローブ分子骨格を設計し、その合成について検討した。数段階の反応を経て、主骨格となる化合物を合成し、その化合物の吸収・蛍光スペクトルを測定した。現在、この化合物を用いて環化付加体を合成することを試みている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
結合切断点プローブとして機能し得るフォトクロミック分子骨格を設計し、重合反応によりフォトクロミック分子骨格が主鎖に挿入された高分子化合物を合成できたものの、超音波照射による有意な化学変化は観測できておらず、設計・合成したフォトクロミック分子骨格の結合切断点プローブとしての有効性を実証するには至っていない。よって、現在までの進捗状況としては「やや遅れている」と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
量子化学シミュレーションも活用しながら、機械的刺激により効率的に化学変化する結合切断点プローブ分子骨格を新たに設計・合成し、その分子骨格を含む高分子化合物を合成する。重合反応の条件を変えることで、高分子鎖の重合度を大きくすることも試みる。合成した高分子の溶液に対して超音波を照射し、吸収・蛍光スペクトルや、NMRスペクトル、GPCにおける分子量の変化を観測することで、化学反応の進行について検討する。
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[Journal Article] Photoinduced swing of a diarylethene thin broad sword shaped crystal: a study on the detailed mechanism2020
Author(s)
Ayako Fujimoto, Noriko Fujinaga, Ryo Nishimura, Eri Hatano, Luna Kono, Akira Nagai, Akiko Sekine, Yohei Hattori, Yuko Kojima, Nobuhiro Yasuda, Masakazu Morimoto, Satoshi Yokojima, Shinichiro Nakamura, Ben L. Feringa, Kingo Uchida
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Journal Title
Chemical Science
Volume: 11
Pages: 12307-12315
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Optical microresonator arrays of fluorescence-switchable diarylethenes with unreplicable spectral fingerprints2020
Author(s)
Daichi Okada, Zhan-Hong Lin, Jer-Shing Huang, Osamu Oki, Masakazu Morimoto, Xuying Liu, Takeo Minari, Satoshi Ishii, Tadaaki Nagao, Masahiro Irie, Yohei Yamamoto
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Journal Title
Materials Horizons
Volume: 7
Pages: 1801-1808
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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