Creation and Function of Thermosalient Crystals Based on Molecular Structure and Dynamics

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05442
• 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: Tohoku University
• Principal Investigator: TAKEDA Takashi 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (80625038)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: サーモサリエント効果 / 折れ曲がり構造 / 分子集合体 / 結晶構造解析

Outline of Final Research Achievements

This project aimed to establish a molecular design and molecular assembly method for thermosalient crystals by combining organic and physical methods, and to search for thermosalient crystals. Based on previous finding of the principal investigator, the crystals of twisted aromatic molecules were investigate and it was found that crystals of tetracyanoanthraquinodimethane showed a thermosalient effect. The crystals showed high thermal stability and thermosalient behavior without phase transition. We found several thermosalient crystals, including the above example, and demonstrated the possibility of rational molecular design for thermosalient crystals.

Free Research Field

機能物性化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

外部刺激を運動に変換する材料はセンサーやメモリー、運動素子などへの応用が期待される。熱を運動に変換する分子性結晶(サーモサリエント結晶)は、超高効率なアクチュエーター開発などへの期待が持たれているが、その報告例はごく僅少・散発的なものにとどまっており、その分子設計指針は得られていない。結晶・分子の設計手法を確立することでサーモサリエント効果に対する理解が深まるとともに、材料としての応用探索が可能となる。