2022 Fiscal Year Annual Research 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 – 2023-03-31
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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 |
光応答性ジアリールエテンをコアに有する両親媒性分子は水中で超分子構造体を形成し、光照射に伴い可逆な形態変化を示す。親水鎖のＬＣＳＴ転移に基づく不連続相転移に基づいた変形であるため、単なる屈曲などではなく例えばファイバーと球状構造の間での変形など、大幅な形態変化を可能とする。このときナノメートルサイズの構造は分子の全体形状や相互作用の異方性に依存することがわかっており、球状ミセルや棒状ミセル、二分子膜などが得られている。厚み方向のサイズは、疎水部を内側に向けた二分子層に基づき１０ナノメートル程度であるが、全体としては数百nm程度のサイズであるため、枯渇力による凝集効果が働く。枯渇力はコロイド粒子がポリマー水溶液中に分散しているときに浸透圧駆動で働く粒子間引力であり、疎水性相互作用と同じく水相に露出する面積が最も小さくなるように粒子同士が凝集する。
最終年度は主に重合性の両親媒性ジアリールエテンを用いた超分子構造体の形成を行った。前年度はビニルモノマー型を主に用いたが、重合部を中心にミセル型の会合体を形成してしまったため、二官能性ビニルモノマー型のものを合成した。会合挙動までは確認したが、その後の重合までは時間的に行えなかった。研究としては引き続き行い、架橋させて超分子構造体の構造保持を目指す。
我々は本研究を通して、光誘起形態変化の特性を保持したまま、サブミリメートルサイズにまで異方的成長させた超分子構造体を数秒程度の時間スケールで得ることを実現した。結晶のようにサイズを大きくするための時間をほぼ必要としないこと、さらに前述通りそれでも刺激応答性を保持していることから、アクチュエーターとして機能する超分子構造体を得るための一つの大きな指針を得たと考えている。我々が有する全てのジアリールエテン超分子構造体に枯渇力凝集を適用可能であるため、網羅的に評価を行うことが可能である。
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Research Products
(1 results)
