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2008 Fiscal Year Annual Research Report

高温で強磁性的挙動を示すキラル有機ラジカル液晶の低磁場・電場応答性に関する研究

Research Project

Project/Area Number 19350067
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

田村 類  Kyoto University, 大学院・人間・環境学研究科, 教授 (60207256)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 津江 広人  京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 准教授 (30271711)
高橋 弘樹  京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 助教 (00321779)
酒井 尚子  京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 技術職員 (70447944)
Keywordsラジカル液晶 / 強磁性的液晶 / キラル液晶 / 強誘電性液晶 / 常磁性液晶 / 磁気電気効果 / 磁場配向 / 光学活性液晶
Research Abstract

これまでに合成した液晶性を示すキラル有機ラジカル化合物のラセミ体と光学活性体について、それぞれの相構造と液晶相発現温度について総括し、アルキル側鎖長の影響について定量的に評価した。ついで、キラルスメクチックC相を示す化合物については、配向処理を施した電極付きサンドイッチ形ガラスセル(セル厚:4μm)に封入した試料を作成し、自発分極・電場応答性・チルト角などの強誘電性発現の確認に必要な各種測定を行い、強誘電性と分子構造の相関関係を明らかにした。
ついで、これらの液晶性化合物について、SQUID磁束計を用いて、磁化率の温度依存性を測定したところ、昇温過程で、結晶相から液晶相へ転移する際に、磁化率の異常な増加を確認した。この磁化率の増加は、ネマチック相では小さいが、キラルネマチックス相では大きくなることが判明した。さらに、スメクチック相やキラルスメクチック相でも大きな増加が認められた。また、いずれの場合も、液晶相を維持している間は、上昇した磁化率の値に変化は見られなかった。この事実は、有機ラジカル化合物が液晶相において強磁性的な相互作用を発現し、その相互作用の大きさは液晶相の超構造に依存することを物語っている。そこで、これらの液晶物質を温水上に浮かべて粒子とし、永久磁石を作用させたところ、磁石の動きに応じて、自由に水面上を動いた。この際、ネマチック相を示す液晶の動きは遅かったが、キラルネマチックス相・スメクチック相・キラルスメクチック相を示す液晶の動きは速く、磁化率の温度依存性の結果と一致した。
さらに、電子スピン共鳴スペクトル法を用いて、これらの液晶性ラジカル化合物について、スペクトルのg値・線幅(ΔHpp)・強度(I)から得られる常磁性磁化率について、温度依存性を測定したところ、やはり結晶相から液晶相へ転移する際に、常磁性磁化率の異常な増加がみられ、強磁性的相互作用の発現を再確認できた。
以上のように、本研究により、種々の有機ラジカル液晶相中で強磁性的相互作用が発現することが明らかとなった。

  • Research Products

    (35 results)

All 2008 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 12 results) Presentation (21 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Synthesis and Characterization of Novel Radical Liquid Crystals Showing Ferroelectricity.2008

    • Author(s)
      Yoshiaki Uchida
    • Journal Title

      Ferroelectrics 365

      Pages: 158-169

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Azacalix[[4]arene Cation Radicals : Spin-Delocalised Doublet-and Triplet-Ground States Observed in the Macrocyclicm-Phenylene System Connected with Nitrogen Atoms.2008

    • Author(s)
      Koichi Ishibashi
    • Journal Title

      Chemical Communications なし

      Pages: 2812-2814

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unusual Intermolecular Magnetic Interaction Observed in an All-Organic Radical Liquid Crystal.2008

    • Author(s)
      Yoshiaki Uchida
    • Journal Title

      Journal of Materials chemistry 18

      Pages: 2950-2952

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Paramagnetic All-Organic Chiral Liquid Crystals.2008

    • Author(s)
      Rui Tamura
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry 18

      Pages: 2872-2876

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Case Study on the Effects of Molecular Structures on the Mode of Polytnorphic Transition Inducing Preferential Enrichment.2008

    • Author(s)
      Masahiro Horigiichi
    • Journal Title

      European Journal of Organic Chemistry なし

      Pages: 3496-3505

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis, Molecular Structure, and Oxidation Behavor of Exhaustively Methylated Azacxlix[6]arene.2008

    • Author(s)
      Koichi Ishibashi
    • Journal Title

      Heterocycles 76

      Pages: 541-500

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Azaxalix[6]arexe Hexaethyl Ether : Synthesis, Structure, and Selective Uptake of Carbon Dioxide in the Solid State.2008

    • Author(s)
      Hirohito Tsue
    • Journal Title

      Chemistry-A European Journal 14

      Pages: 6125-6134

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enantiomeric Resolution of Racemic Q-Synimetric trans-2, 5-Dimethyl-2, 5-diphenylpyrrolidine and trans-2, 5-Dimethyl-2, 5-bis(3-hydroxyphenyl)pyrrolidine by a Diastereomer Method.2008

    • Author(s)
      Yoshiaki Uchida
    • Journal Title

      Heterocycles 76

      Pages: 875-881

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EPR Study of the Single Crystal of PROXYLs.2008

    • Author(s)
      Yohei Noda
    • Journal Title

      Applied Magnetic Resonances 33

      Pages: 85-93

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EPR Investigation on Molecular Orientation of Paramagnetic Liquid Crystals in a Surface-Stabilized Liquid Crystal Cell : studies on a Smectic C or chiral Smectic C Phase.2008

    • Author(s)
      Yohei Noda
    • Journal Title

      Applied Magnetic Resonances 33

      Pages: 251-267

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Azacalix[7]arene Heptamethyl Ether : Preparation, Nanochannel Crystal structure, and Selective Adsorption of Carbon Dioxide.2008

    • Author(s)
      Hitohito Tsue
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry 73

      Pages: 7748-7755

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Origin of the Difference in Phase Transition Behavior between Two Type of All-Organic Radical Liquid Crystals.2008

    • Author(s)
      Yoshiaki Uchida
    • Journal Title

      Advances in Science and Technology 55

      Pages: 42-45

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Ferroelectric and Ferromagnetic Properties of All-Organic Nitroxiide Radical Liquid Crystals2008

    • Author(s)
      Rui Tamura
    • Organizer
      The IUMRS International Conference in Asia 2008
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2008-12-12
  • [Presentation] 有機ラジカル液晶の強磁性と強誘電性および磁気電気相互作用2008

    • Author(s)
      田村類
    • Organizer
      液晶学会フォーラム合同講演会
    • Place of Presentation
      神奈川県三浦市
    • Year and Date
      2008-11-21
  • [Presentation] 窒素原子を配した大環状かご形化合物の合成と気体吸蔵特性2008

    • Author(s)
      津江広人
    • Organizer
      第17回有機結晶シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2008-11-14
  • [Presentation] 優先富化現象 : 新しい多形転移様式とアミノ酸への応用2008

    • Author(s)
      岩間世界
    • Organizer
      第17回有機結晶シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2008-11-13
  • [Presentation] 強誘電性常磁性液晶中における磁気電気相互作用2008

    • Author(s)
      内田幸明
    • Organizer
      一第19回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2008-10-03
  • [Presentation] N-H架橋アザカリツクス[7]アレーンの多孔性結晶を用いた二酸化炭素ガスの選択的吸蔵2008

    • Author(s)
      石橋孝一
    • Organizer
      第19回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2008-10-03
  • [Presentation] アミノ酸の優先富化現象2008

    • Author(s)
      岩間世界
    • Organizer
      第19回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2008-10-03
  • [Presentation] 強誘電性常磁性液晶中における磁気電気相互作用2008

    • Author(s)
      沖成昭
    • Organizer
      第19回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2008-10-03
  • [Presentation] 新規キラル有機ラジカル液晶化合物が示す強磁性的相互作用2008

    • Author(s)
      鈴木克明
    • Organizer
      第19回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2008-10-03
  • [Presentation] Difference in Unusual Short-Range Magnetic Interactions between Achiraland Chiral Nitroxyl Radical Liquid Crystals2008

    • Author(s)
      Yoshiaki Uchida
    • Organizer
      11^<th> International Conference on Moleculr-based Magnets
    • Place of Presentation
      イタリア, フローレンス
    • Year and Date
      2008-09-21
  • [Presentation] 強誘電性有機ラジカル液晶中における磁気双極子一電気双極子相互作用(磁気電気相互作用)の検討2008

    • Author(s)
      内田幸明
    • Organizer
      2008年日本液晶学会討論会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2008-09-19
  • [Presentation] 強磁性的相互作用を示す新規キラル有機ラジカル液晶化合物2008

    • Author(s)
      鈴木克明
    • Organizer
      2008年日本液晶学会討論会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2008-09-17
  • [Presentation] Ferromagnetic and Ferroelectric Properties of Paramagnetic All-Organic Liquid Crystals Containing a Chiral Cyclic-Nitroxide Unit2008

    • Author(s)
      Rui Tamura
    • Organizer
      5^<th> International Conference on Nitroxide Radical (SPIN 2008)
    • Place of Presentation
      イタリア, アンコーナ大学
    • Year and Date
      2008-09-11
  • [Presentation] Synthesis and Properties of Organic Radical Ionic Liquids2008

    • Author(s)
      沖成昭
    • Organizer
      International Symposium on Structures and Reaction Dynamics of Ionic Liquids in Kanazawa
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2008-09-02
  • [Presentation] Control of Polymorphic Transition Inducing Preferential Enrichment2008

    • Author(s)
      Rui Tamura
    • Organizer
      21^<st> Congress of the International Union of Crystallography
    • Place of Presentation
      大阪国際会議揚
    • Year and Date
      2008-08-24
  • [Presentation] Application of Preferential Enrichment to Amino Acids2008

    • Author(s)
      Sekai Iwama
    • Organizer
      21^<st> Congress of the International Union of Crystallography
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場
    • Year and Date
      2008-08-24
  • [Presentation] Synthesis and Characterization of Discotic Liqui Crystals Containing a Chiral Nitroxide Group2008

    • Author(s)
      Yoshiaki Uchida
    • Organizer
      22^<nd> International Liquid Crystal Conference
    • Place of Presentation
      韓国, チェジュ島
    • Year and Date
      2008-07-01
  • [Presentation] Synthesis and Characterization of Novel Calamitic Chiral Organic Radical Liquid Crystals2008

    • Author(s)
      Katsuaki Suzuki
    • Organizer
      22^<st>International Liquid Crystal Conference
    • Place of Presentation
      韓国, チェジュ島
    • Year and Date
      2008-07-01
  • [Presentation] Ferroelectric and Mesoscopical-Magnetic Properties of All-Organic Nitroxide Radical Liquid Crystals2008

    • Author(s)
      Rui Tamura
    • Organizer
      3^<rd> International Conference on Smart Materials, Structure and Systems (CIMTEC2008)
    • Place of Presentation
      イタリア シシリー島
    • Year and Date
      2008-06-10
  • [Presentation] Origin of the Difference in Phase Transition Behavior between Two Types of All-Organic Radical Liquid Crystals2008

    • Author(s)
      Yoshiaki Uchida
    • Organizer
      3^<rd> International Conference on Smart Materials, Structure and Systems (CIMTEC2008)
    • Place of Presentation
      イタリア, シシリー島
    • Year and Date
      2008-06-10
  • [Presentation] 優先富化現象のアミノ酸への応用2008

    • Author(s)
      岩間世界
    • Organizer
      シンポジウム「モレキュラー・キラリティー2008」
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2008-05-22
  • [Book] Topics in Heterocyclic Chemistry : Heterocyclic Supramolecules l2008

    • Author(s)
      Kiyoshi Matsumoto
    • Total Pages
      201
    • Publisher
      Springer-Verlag
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.users.kudpc.kyoto-u.ac.jp/~s50195/

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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