2013 Fiscal Year Annual Research Report
可視光による光運動機能を有する高分子液晶多層膜の構築
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23550247
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
緒方 智成 熊本大学, イノベーション推進機構, 准教授 (90332866)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
栗原 清二 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (50225265)
桑原 穣 熊本大学, 自然科学研究科, 助教 (60347002)
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| Keywords | 光運動 / アゾベンゼン / 可視光応答性 / プッシュプル型アゾベンゼン / 液晶性高分子 |
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| Research Abstract |
本年度は可視光応答性、垂直配向性、高速応答性を兼ね備える、液晶性プッシュプル型アゾベンゼンの設計と合成、評価を中心に検討を行った。昨年までの検討で合成した長鎖アルキル基を有するプッシュプル型アゾベンゼンは良好な可視光応答性は示したものの、液晶性と配向性が低く、フォトメカニカル素子材料として適していなかった。そこで分子計算により分子構造を確認したところ、電子供与基の三級アミンの部分で大きく屈曲しており、分子の直線性が低いために液晶性・配向性が低いと推測した。また、電子吸引基のニトロ基も極性が高く液晶性を示さない原因と推測した。そこで、分子計算を活用し電子供与基、電子吸引基、スペーサー長を変えて分子設計を行い、二種類のモノマーを合成した。いずれも電子吸引基として、対称性の高いピペラジンを採用し、一つは電子吸引基にシアノ基、スペーサー長をn=8としたモノマー(CAzP8Ac)、もう一つは電子吸引基にシアノ基とクロロ基の二つを有するモノマー(CAzP6ClAc)を合成した。それぞれを重合して得られたポリマーの配向性を確認したところ、PCAzP8Acは垂直配向性を示した。PCAzP6ClAcは側鎖の置換基により直線性が低下したためか、配向性が低かった。吸収波長はいずれもPMAz6Acに比べて長波長化して可視光応答性を示し、特にPCAzP6ClAcは吸収波長445nmとなった。その光異性化および逆異性化速度はPMAz6Acより高速ではあるもののDisperseRed1より遅く、光照射中のみ変形して暗所で復元するために必要な「光照射中のみ配向が乱れる」特性は達成できなかった。さらに得られたモノマーの重合性はいずれも著しく低く、開始剤濃度を高くすることでようやく数％の重合物が得られた。収率が低いこともあり、フォトメカニカル特性については十分な検討を行う事ができなかったが、「可視光」で「高速」に配向応答するアゾベンゼン高分子液晶を得ることができた。
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