2020 Fiscal Year Research-status Report
枯渇力によるジアリールエテン超分子構造体の階層的組織化と光駆動運動
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19K05400
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
東口 顕士 京都大学, 工学研究科, 講師 (90376583)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超分子構造体 / 光反応 / ジアリールエテン / 枯渇力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
両親媒性ジアリールエテンからなる超分子構造体は、光可逆異性化反応に伴ってそのマイクロメートルサイズの形状を可逆に変化させる。そのため電気配線無しで閉じた空間でも機能するアクチュエーターとして作動させられると期待される。サイズを大きくすることが困難であったが、我々は以前の研究で、コロイド間引力である枯渇力を作用させる手法を見出した。すなわち、異方的形状を保ったままでサブミリメートルサイズに大きくなり、しかも光応答性はそのまま保持したファイバー状の超分子構造体が、撹拌のみの操作によって数十秒で得られることを確認した。
分子構造を変えてシート状の超分子構造体について検討している。マイクロメートルサイズのシートは以前から得られていたが、水表面に被膜が形成されて保持出来た場合、すなわち一種の偶然に頼っていた。枯渇力の作用下では、シートが次々に発生することで大量に得られた。それぞれのシートは光照射による形態変化能を保持していた。
現在は、上記とはさらに別の両親媒性ジアリールエテンからなるシート状超分子構造体について検討している。ナノシートの平面性が上記の物と異なっている本ケースにおいては、マイクロメートルサイズではシートにならずロッド状の構造体を形成した。おそらく木の年輪状にシートが巻き付いた構造であり、多層膜ベシクルのようにタマネギ状にはならなかったものと考えられる。これも光変形を示すことが確認され、現在その評価を行っている。
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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
マイクロ・ナノ形状だけでなく、相転移に関する様々な測定を行いながらの研究であるため、測定するに相応しい化合物を得てから行っている。従って測定出来た数は多くは無いが、それぞれのナノ形態に関連した固有の挙動を示しており、様々な知見が得られている。
原著論文執筆も進めており、本予算の期間終了である本年度末までにまとめていく見込みが立っている。学会発表については、当該年度は状況が特殊でありあまり機会に恵まれなかったが、この最終年度はオンライン学会参加についての学生レベルでの障壁も取り除かれていると思われるため、再び積極的に報告し周りからの意見を取り入れて行きたいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
先述したとおり、現在はこれまでとは別種の両親媒性ジアリールエテンを用いて評価を行っている最中である。ナノメートルサイズの超分子構造体の形状と、マイクロメートルサイズの外形ならびに形態変化の相関を調べる。
またそれとは別に、この両親媒性ジアリールエテンからは温度条件によっては太さの揃ったナノ結晶が得られることを確認した。以前に報告している超分子ナノファイバーをバンドル化させた場合とは異なる挙動を示すことも期待されるため、順次その評価に移っていく予定である。超分子構造体はすなわちソフトマターであるため、柔軟さや外形変化の大きさと引き替えに、他物体を動かす際に自身が変形してしまい、効率よく力が加わらない。例えば押し引きに関して、押す場合には座屈が起きる事が確認されている。本予算申請時には得られていなかったこのナノ結晶を用い、超分子ファイバーバンドルとの機械的性能の差異についても評価を行うことを考えている。
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| Causes of Carryover |
備品として購入した「ユニバーサル蛍光投光管および水銀光源」998千円（別項にも記載）による。顕微鏡下での光照射が可能な装置を増設することにより、多人数での同時測定を可能にした。測定時間が長時間にわたるため、実験者の順番待ち状態を解消することでより効率的に研究を進めたい。
旅費の使用が見込まれないため、消耗品などに使用予定であった予算はほぼ当初計画通りに残っている。従って、研究を進めることへの影響は出ないと考えられる。
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