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2012 Fiscal Year Annual Research Report

超分子エンジニアリングによる準安定集積構造の構築と力学的刺激応答材料の創発

Research Project

Project/Area Number 24685022
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

矢貝 史樹  千葉大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80344969)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords分子集合体 / 刺激応答 / ソフトマテリアル / 超分子 / プローブ顕微鏡
Research Abstract

今年度は、三つの準安定構造を有する分子集合体の構築を推進した。それぞれ、多重水素結合、両親媒相互作用、金一金相互作用に基づいている。多重水素結合を用いた系に関しては、ペリレン色素をカラム状の準安定構造に集積させることで、擦る等の力学的刺激と加熱によるラメラー構造への構造変換に成功し、さらにこれに伴って光学特性と導電性が変化することを明らかにした。この系に関しては、アメリカ化学会誌(J. Am. Chem. Soc.)に論文を発表することが出来た。
一方、両親媒相互作用、金-金相互作用に関しても、合理的に力学的刺激に応答する集合体を構築することに成功している。特に力学的刺激によって過渡的に発光色が変化する新規な材料や、力学的刺激によって多色発光を示すばかりでなく、イオン応答性を示す材料の開発にも成功しており、いち早く論文発表する必要がある。しかしながら、そのメカニズム(どのような構造変化が起こっているか)の解明は困難を極めており、中心となる化合物のみの構造解析ではメカニズムの解明が不可能であると判断した。そこで、次年度は新たにより構造が簡単な類似化合物を合成し、その化合物の単結晶X線解析を行うことで、メカニズムを解明する。
また、水素結合を用いる分子デザインの際に偶然得られた化合物が光に応答してナノ構造が変化する挙動を示し、その結果が極めて新規性が高いと判断できたため、Angewandte Chemie誌に論文を投稿し、掲載することが出来た。この系についても、次年度さらに研究を進め、力学的刺激と光の両方に応答するマルチファンクショナル材料の開発を目指す。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

三つの系について並行して研究を進めており、そのうち一つのみ論文発表を行うことが出来た。しかしながら、あとの2つは構造解析が予想以上に困難であり、当初の目的であった論文発表まで行えておらず、その点では計画より遅れていると言える。しかしながら、全く予想しない興味深い系も途中で発見され、それに関して論文発表することができたので、(2)と判断する。

Strategy for Future Research Activity

11.で述べた様に、いくつかの系において構造解析が困難を極めているため、類似化合物の単結晶X線解析を徹底的に行い、力学的刺激のよってどのような構造変化が起こっているか明らかにする。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

11.で述べた様に、いくつかの系において構造解析が困難を極めており、類似化合物の単結晶X線解析を行う必要が出て来た。その化合物の合成にかかる費用と解析費として、3,237,383円と2,500,000円を次年度に使用する予定である。k

  • Research Products

    (52 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (46 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Control over Hierarchy Levels in the Self-Assembly of Stackable Nanotoroids2012

    • Author(s)
      S. Yagai, M. Yamauchi, A. Kobayashi, T. Karatsu, A. Kitamura, T. Ohba, Y. Kikkawa
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 134 Pages: 18205-18208

    • DOI

      DOI:10.1021/ja308519b

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoswitchable Exciton Coupling in Merocyanine-Diarylethene Multichromophore Hydrogen-Bonded Complexes2012

    • Author(s)
      S. Yagai, K. Iwai, T. Karatsu, A. Kitamura
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 51 Pages: 9679-9683

    • DOI

      DOI:10.1002/anie.201205504

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Self-Organization of Hydrogen-Bonding Naphthalene Chromophores into J-type Nanoring and H-type Nanorod : Impact of Regioisomerism2012

    • Author(s)
      S. Yagai, Y. Goto, L. Xu, T. Karatsu, A. Kitamura, D. Kuzuhara, H. Yamada, Y. Kikkawa, A. Saeki, S. Seki
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed

      Volume: 51 Pages: 6643-6647

    • DOI

      D0I:10.1002/anie.201201436

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Supramolecularly Engineered Perylene Bisimides Assemblies Exhibiting Thermal Transition from Columnar to Multilamellar Structures2012

    • Author(s)
      S. Yagai, M. Usui, T. Seki, H. Murayama, Y. Kikkawa, S. Uemura, T. Karatsu, A. Kitamura, A. Asano, S. Seki
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 134 Pages: 7983-7994

    • DOI

      DOI:10.1021/ja30257b

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Perylene Bisimide Organogels Formed by Melamine-Cyanurate / Barbiturate Hydrogen-Bonded Tapes2012

    • Author(s)
      T. Seki, T. Karatsu, A. Kitamura, S. Yagai
    • Journal Title

      Polymer J.

      Volume: 44 Pages: 600-606

    • DOI

      DOI:10.1038/pj.2012.22

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 両親媒性双極子分子の自己集合による発光性メカノクロミズム2013

    • Author(s)
      岡村諭, 唐津孝, 北村彰英, 矢貝史樹
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀,草津)
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] アゾベンゼン二量体からなる積層型ナノリングにおける階層構造の制御2013

    • Author(s)
      山内光陽, 唐津孝, 北村彰英, 吉川佳広, 矢貝史樹
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀,草津)
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] キラル側鎖を有するアゾベンゼン二量体の自己集合と光応答特性2013

    • Author(s)
      矢貝史樹, 千葉陽介, 山内光陽, 唐津孝, 北村彰英
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀,草津)
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] 二量化によって次元規性されるペリレンビスイミドの自己組織化2013

    • Author(s)
      Lin Xu, 倉田紘樹, 唐津孝, 北村彰英, 矢貝史樹
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀,草津)
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] バルビツール酸によるオリゴ(ヘキシルチオフェン)の集積構造の制御2013

    • Author(s)
      矢貝史樹, 鈴木美香, 唐津孝, 北村彰英, 吉川佳広
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀,草津)
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] バルビツール酸を有するナフタレン誘導体の自己集合におけるアルキル鎖の影響2013

    • Author(s)
      矢貝史樹, 岩脇秀隆, 唐津孝, 北村彰英
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀,草津)
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] エステル結合の導入による自己会合性ナフタレンナノロッドにおけるねじれの誘起2013

    • Author(s)
      石渡勝也, 唐津孝, 北村彰英, 矢貝史樹
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀,草津)
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] バルビツール酸修飾された自己集合性ナフタレンへの光応答性部位の導入2013

    • Author(s)
      矢貝史樹, 山田裕樹, 唐津孝, 北村彰英
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀,草津)
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] オリゴエチレングリコール鎖を有する金イソシアニド錯体の刺激応答性多色発光2013

    • Author(s)
      川口皓奨, 関朋宏, 唐津孝, 北村彰英, 伊藤肇, 矢貝史樹
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀,草津)
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] ジアリールエテンとペリレンビスイミドの超分子コポリマー化による光応答性J会合体の形成2013

    • Author(s)
      岩井一憲, 唐津孝, 北村彰英, 矢貝史樹
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀,草津)
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] オリゴメチレン鎖で連結されたジケトピロロピロール二量体の合成と物性2013

    • Author(s)
      矢貝史樹, 岡澤佑允, 唐津孝, 北村彰英
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀,草津)
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] シクロヘキシレンで連結されたペリレンビスイミド二量体の自己組織化2013

    • Author(s)
      矢貝史樹, LIN Xu, 倉田紘樹, 唐津孝, 北村彰英
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀,草津)
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] 水素結合を利用しないペリレンビスイミド集合体によるオルガノゲル形成2013

    • Author(s)
      倉田紘樹, LIN Xu, 唐津孝, 北村彰英, 矢貝史樹
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀,草津)
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] Molecular Design Toward Highly Organized Artificial Dye Assemblies2013

    • Author(s)
      S. Yagai
    • Organizer
      Japan-China Joint Symposium on Functional Supramolecular Architectures
    • Place of Presentation
      Okazaki, Japan(招待講演)
    • Year and Date
      20130118-20130121
  • [Presentation] Control over Self-Organized Structures of Perylene Bisimides by Covalent Dimerization2013

    • Author(s)
      X. Lin, S. Yagai
    • Organizer
      Japan-China Joint Symposium on Functional Supramolecular Architectures
    • Place of Presentation
      Okazaki, Japan
    • Year and Date
      20130118-20130121
  • [Presentation] Self-Assembly of Stackable Nanorings into Nanotubes and Superhelical Structures2013

    • Author(s)
      M. Yamauchi, Y. Kikkawa, S. Yagai
    • Organizer
      Japan-China Joint Symposium on Functional Supramolecular Architectures
    • Place of Presentation
      Okazaki, Japan
    • Year and Date
      20130118-20130121
  • [Presentation] Bulk heterojunction solar cells using soluble diketopyrrolopyrrole derivatives2012

    • Author(s)
      Y. Tani, R. Kanda, S. Yagai, K. Nakayama
    • Organizer
      The 4th Asian Conference on Organic Electronics
    • Place of Presentation
      Yonezawa, Japan
    • Year and Date
      20121219-20121221
  • [Presentation] 超分子エンジニアリングによる機能性色素のナノマテリアル化2012

    • Author(s)
      矢貝史樹
    • Organizer
      第2回日本化学会化学フェスタ2012
    • Place of Presentation
      (招待講演)
    • Year and Date
      20121015-20121016
  • [Presentation] Supramolecular Construction of J-type Nanoring and H-type Nanorod2012

    • Author(s)
      Shiki Yagai
    • Organizer
      IUMRS-ICEM2012
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      20120923-20130928
  • [Presentation] 金イソシアニド錯体からなる発光性自己集合体2012

    • Author(s)
      矢貝史樹, 川口皓奨, 唐津孝, 北村彰英, 伊藤肇
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] 光応答性ナノリングの構築2012

    • Author(s)
      矢貝史樹, 山内光陽, 小林愛, 唐津孝, 北村彰英, 吉川佳広
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] 両親媒性双極子分子の刺激応答性発光2012

    • Author(s)
      矢貝史樹, 岡村諭, 唐津孝, 北村彰英,
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] オリゴエチレングリコール鎖によって2量化されたペリレンビスイミドの自己集合2012

    • Author(s)
      矢貝史樹, 倉田紘樹, LIN Xu, 唐津孝, 北村彰英
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] ペリレンビスイミドの二量化による自己集合ナノ構造の次元制御2012

    • Author(s)
      LIN Xu, 廣野末紗希, 葛原大軌, 山田容子, 佐伯昭紀, 関修平, 矢貝史樹
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] ジケトピロロピロール色素の会合と有機薄膜太陽電池への応用2012

    • Author(s)
      矢貝史樹, 神田僚, 谷侑樹, 中山健一
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] 多様な自己集合性ナノリングの構築2012

    • Author(s)
      矢貝史樹
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] オリゴチオフェン超分子集合体における光伝導2012

    • Author(s)
      脇川祐介, 生駒忠昭, 野口拓也, 矢貝史樹
    • Organizer
      第6回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京)
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] 多色発光を示す両親媒性双極子分子集合体2012

    • Author(s)
      矢貝史樹, 岡村諭, 唐津孝, 北村彰英
    • Organizer
      2012年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Year and Date
      20120912-20120914
  • [Presentation] 可溶性ペリレンビスイミドのダイマー化による自己集合制御2012

    • Author(s)
      矢貝史樹, 倉田紘樹, 唐津孝, 北村彰英
    • Organizer
      2012年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Year and Date
      20120912-20120914
  • [Presentation] カルバゾールを増感色素部位として有する光ラジカル重合開始剤の置換基効果2012

    • Author(s)
      飯笹久美子, 江草直樹, 和田宗大, 菅野真樹, 矢貝史樹, 北村彰英, 唐津孝
    • Organizer
      2012年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Year and Date
      20120912-20120914
  • [Presentation] 積層型ナノリングの光制御2012

    • Author(s)
      矢貝史樹, 山内光陽, 小林愛, 唐津孝, 北村彰英
    • Organizer
      2012年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Year and Date
      20120912-20120914
  • [Presentation] 金イソシアニド錯体の自己集合と発光特性2012

    • Author(s)
      矢貝史樹, 川口皓奨, 唐津孝, 北村彰英, 伊藤肇
    • Organizer
      2012年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Year and Date
      20120912-20120914
  • [Presentation] ジケトピロロピロール色素の自己集合と有機薄膜太陽電池への応用2012

    • Author(s)
      矢貝史樹, 神田僚, 唐津孝, 北村彰英, 谷侑樹, 中山健一
    • Organizer
      2012年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Year and Date
      20120912-20120914
  • [Presentation] Doping effect of CBP in bulkhetero junction photovoltaic devices composed of P3 HT and soluble perylene bisimide2012

    • Author(s)
      Y. Tani, T. Seki, S. Yagai, K. Nakayama
    • Organizer
      KJF(Korea-Japan Joint Forum) International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics 2012
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan(招待講演)
    • Year and Date
      20120829-20120901
  • [Presentation] Supramolecular engineering of nanostrucured functional π-assemblies2012

    • Author(s)
      矢貝史樹
    • Organizer
      Collaborative Conference on Materials Research (CCMR)
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea(招待講演)
    • Year and Date
      20120625-20120629
  • [Presentation] 閉じたπ系集合体の構築と階層的組織化2012

    • Author(s)
      矢貝史樹
    • Organizer
      奈良先端未来開拓コロキウム
    • Place of Presentation
      奈良先端科学技術大学(奈良)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-12-07
  • [Presentation] よりシンプルな分子設計で緻密な色素集合体を構築する2012

    • Author(s)
      矢貝史樹
    • Organizer
      関西大学セミナー
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-11-30
  • [Presentation] Self-Assembly of Stackable Nanoring2012

    • Author(s)
      M. Yamauchi, T. Karatsu, A. Kitamura, S. Yagai
    • Organizer
      International Workshop on Soft Interface Sciences for Young Scientists 2012(SISYS2012)
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2012-11-22
  • [Presentation] Multistimuli-Responsive Luminescence Behavior of Amphiphilic Dipolar Molecules2012

    • Author(s)
      S. Okamura, T. Karatsu, A. Kitamura, S. Yagai
    • Organizer
      International Workshop on Soft Interface Sciences for Young Scientists 2012(SISYS2012)
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2012-11-22
  • [Presentation] 水素結合を基盤とした機能性分子の自己組織化2012

    • Author(s)
      矢貝史樹
    • Organizer
      創剤フォーラム
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-09-28
  • [Presentation] 超分子エンジニアリングによる機能性色素集合体の創製2012

    • Author(s)
      矢貝史樹
    • Organizer
      顔料物性研究会
    • Place of Presentation
      学士会館(東京)
    • Year and Date
      2012-09-11
  • [Presentation] Supramolecular Engineering of Nanostructured Functional Dye Assemblies2012

    • Author(s)
      矢貝史樹
    • Organizer
      Seminar for Prof. S00 Young Park Laboratory
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea(招待講演)
    • Year and Date
      2012-06-28
  • [Presentation] 超分子色素モジュール化による機能性ソフトマテリアルの創製2012

    • Author(s)
      矢貝史樹
    • Organizer
      第14回花王研究奨励賞受賞記念講演
    • Place of Presentation
      花王すみだ事業場(東京)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-06-08
  • [Presentation] ユニークな構造を有するπ系ナノ構造の創製2012

    • Author(s)
      矢貝史樹
    • Organizer
      拠点形成研究B「ソフト溶液」特別講演会
    • Place of Presentation
      熊本大学(熊本)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-05-11
  • [Presentation] ユニークな構造と機能を有するπ系ナノ構造の創製2012

    • Author(s)
      矢貝史樹
    • Organizer
      第121回生物有機化学・草津セミナー
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀:草津)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-04-14
  • [Presentation] エキゾチック色素集合体の構築2012

    • Author(s)
      矢貝史樹
    • Organizer
      丸山記念研究奨励賞授賞式
    • Place of Presentation
      京都大学(京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-04-14
  • [Remarks]

    • URL

      http://chem.tf.chiba-u.jp/gacb08/index.html

URL: 

Published: 2014-07-16  

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