2021 Fiscal Year Research-status Report
Room-temperature stabilization of bicontinuous cubic liquid crystals
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20K05619
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
沓水 祥一 岐阜大学, 工学部, 教授 (80214964)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三輪 洋平 岐阜大学, 工学部, 教授 (10635692)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 双連続キュービック相 / 液晶 / 分子デザイン / メゾスコピック系 / 自己組織化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）低分子室温Cub_bi液晶相の実現の試み
分子中央の水素結合部位の両側にベンゼン環とナフタレン環を１個ずつ配することで分子コアに非中心対称性を導入し、その両端には炭素数１０のメチレン鎖を介して末端にシロキサン鎖を付与した化合物について、その双連続キュービック（Cub_bi）液晶相形成、特に分子コアの積層様式の変化の詳細をX線回折強度解析と電子密度マップ作成により検討した。また、上記分子と比べてベンゼン環側のメチレン鎖長を炭素２個分短くして、両端の鎖長にも非対称性を導入した分子のCub_bi液晶相形成と分子コアの積層様式の検討も進めた。コア単層とコア二層の両積層様式の形成は、分子コアの芳香環による非対称性だけでなく、アルキル鎖スペーサー長にも敏感に依存することがわかった。
（２）高分子室温Cub_bi液晶の実現の試み
市販のポリシロキサンの側鎖に炭素数６のメチレン鎖を介して、安息香酸を結合させ、そのカルボキシ基にジピリジルを水素結合させた錯体は、期待に反して、層状のスメクチック相のみを示した。一方、低分子シロキサン系安息香酸－ジピリジル水素結合錯体は335-345Kの温度範囲でCub_bi相を形成する。そこで、この低分子錯体を混合した高分子―低分子ハイブリッド材料を作成したところ、低分子錯体より広い温度範囲（325-360K）で安定なCub_bi相を示し、高分子化が確かにCub_bi相の安定化に有用との一例を示せた。X線回折測定結果を解析すると、高分子―低分子ハイブリッド材料では低分子錯体と比べても水素都合部位の分子間の相互作用が弱いことが示された。このため、水素結合受容体の塩基性を上げれば解決できるのではと考えて準備中である。
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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
コロナ禍なため、学生の登校禁止期間もあって、やりにくい面もあるが、なんとか進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）については、メチレン鎖スペーサー長がCub-bi相形成に与える影響を特に重点的に調査する。
（２）については、Cub_bi相形成の室温安定化を目指し、ポリシロキサンの重合度、水素結合受容体の組み合わせなどを中心に検討を進める。
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| Causes of Carryover |
必要試薬の発注が2022年度にずれこんだため、残額が生じた。
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