hierarchical aggregation of supramolecular architecture of diarylethene by depletion force and its photoinduced movement

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05400
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Higashiguchi Kenji 京都大学, 工学研究科, 講師 (90376583)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 超分子構造体 / 光反応 / ジアリールエテン / 枯渇力

Outline of Final Research Achievements

Diarylethene supramolecular assembly shows shape change upon irradiation with UV and visible lights. The assembly is usually several micrometers in size, making it difficult to use as an actuator. Therefore, we applied a depletion force capable of coagulation for colloidal particles. In this study, we achieved enlargement of the diarylethene supramolecular structure to submillimeter size by depletion force while keeping its shape change property. Generally, nanometer-sized assemblies in planar shape curled up due to surface energy in water, but this problem was solved by anisotropic coagulation-like stacking under depletion force. We additionally found that depletion force did not affect the intermolecular stacking of the amphiphilic molecules, which was judged from the same absorption maximum.

Free Research Field

光有機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

結晶も会合体も、物体を動かせるほどのサイズに成長させるには一般に時間が掛かる。枯渇力による異方的凝集は、ピペット先端による撹拌により１０秒掛からずに達成され、それでいて元の刺激応答変形性は残している。刺激応答性会合体の大きさを成長させることは、応用を考えた場合、変形量や力の最大値、繰り返し耐久性のいずれにおいても有利であると考えられる。枯渇力による表週は本系に限らず普遍的に適用可能であることから、応用の観点から特に優れていると考えられる。学術的にも、枯渇力によるコロイドの凝集が両親媒性化合物のパッキングに影響を与えないことを、外形からだけでなくスペクトルの不変性から確認した点で意義がある。