2008 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ秩序構造を有する液晶を活用する高機能イオン輸送材料の開発
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19205017
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
加藤 隆史 The University of Tokyo, 大学院・工学系研究科, 教授 (70214377)
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| Keywords | 液晶 / 自己組織化 / ナノ相分離 / イオン液体 / イオン輸送 / 刺激応答 / 分子認識 / ナノ構造 |
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| Research Abstract |
機能性分子の自己組織化を用いたボトムアヅプ型のアプローチは、秩序構造を有する高機能性ソフトマテリアルの構築に有用である。特に、動的な秩序構造を有する液晶をイオン・電子・物質を輸送する機能材料として応用することは極めて有望である。本研究では、液晶のナノ相分離構造を活用した高性能・高機能イオン輸送材料を構築することを目的とした。
外部刺激に応答して構造や特性の変化する自己組織性分子集合体の構築を指向した結果、電場応答性を有する一次元イオン伝導液晶を得ることができた。具体的には、プロピレンカーボネートと扇状のメソゲン部位を結合したカラムナー液晶性分子を設計、合成した。カーボネート部位はリチウムイオンに配位することから、液晶複合体の形成が可能である。この複合体を電極セル中に封入し、交流電場を印加すると、カラム構造が電場に対して平行に配向することを見出した。電場による配向制御の後、複合体のイオン伝導度は約4倍上昇した。電場という外部刺激により、液晶性イオン伝導体における伝導方向の制御を達成することができた。
さらに、酸性度変化に応答して、構造や極性が変化する刺激応答性液晶材料を構築した。扇状分子骨格を有するスピロピラン誘導体と酸性分子の自己組織化により、カラムナー液晶性が発現した。外部刺激に応答する新しいイオン伝導性分子集合体を得ることができた。
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