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2013 Fiscal Year Annual Research Report

液晶系ソフトマターによる巨大感受率材料の創成

Research Project

Project/Area Number 25248021
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

菊池 裕嗣  九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (50186201)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 樋口 博紀  九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (50432951)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords液晶 / ソフトマター / 感受率 / ブルー相 / 電気光学効果
Research Abstract

本研究は、研究代表者らが開発した高分子安定化ブルー相のさらなる性能向上を推し進めるとともに、新しい原理に基づく巨大感受率材料の創出と実用化を目指す。高分子安定化ブルー相は、液晶分子、キラル剤、モノマー、光重合開始剤の混合溶液(Precursor)がブルー相となるよう温度を正確に制御し、UV光を照射することによってモノマーをブルー相中でin-situ重合することで調製される。今年度は液晶分子の化学構造とねじれを誘起させるキラルドーパントの分子構造を種々変化させ、分子と構造とねじれの関係について着目した。
極性基としてフッ素原子を有する分子は、高い誘電異方性を有しながらも極性不純物を取り込みにくいことからデバイス材料として有用である。分子配列にねじれを誘起する力 (HTP) が大きい誘導体が報告されているビナフチル骨格を主骨格とした新規含フッ素ビナフチル系キラル剤を含む種々のビナフチル系キラル剤を合成し、それらの液晶中での置換基や構造の違いによる特性の変化について検討を行った。ビナフチル系キラル剤の閉環体と開環体を比較したところ、閉環体は大きなHTPの絶対値を示しその温度依存性は小さく、開環体の場合は逆になった。その理由として、ビナフチル誘導体は二つのナフタレン環の成す二面角によりHTPの大きさが変わるため、閉環体においては縮環することで分子構造が剛直になり、二面角が大きなHTPを示す角度に固定されたからだと考えられる。反対に開環体では、二つのナフタレン環の結合軸周りの自由回転が許容されているため、HTPが小さい又は逆向きのらせんを誘起するようなコンフォメーションをとりやすくなっており、誘起するHTPが小さくなったと考察される。また、母液晶に対する各キラル剤の相溶性を調べたところ、フッ素を有するビナフチル系キラル剤が最も良好な溶解性を示した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究で合成したフッ素ビナフチル系キラル分子は新規化合物であり、さらにキラル液晶を誘起させるためのキラル剤として優れた性能(液晶分子に対する高い配向ねじり力と母液晶への高い相溶性)を示すことが明らかとなり、当初の目的であった分子と構造とねじれの関係について有用な知見を得ることができた。

Strategy for Future Research Activity

今後も当初の計画に従い、
分子化学構造とブルー相発現の相関、ブルー相の安定化に寄与する材料因子、Kerr係数の大きさを決める材料因子、ブルー相の高分子安定化メカニズム、巨大Kerr効果を生み出すための新規メカニズム創出、
について研究を推進して行く予定である。
研究遂行上問題は生じていない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2014 2013

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Effect of Cyano Biphenyl Homologue Molecules on Electro-Optical Properties in Liquid Crystal Blue Phases and Polymer-stabilized Blue Phases2014

    • Author(s)
      Gihwan Lim, Hirotsugu Kikuchi, Sung-Kyu Hong
    • Journal Title

      Polymer Journal

      Volume: 未定 Pages: 未定

    • DOI

      unsettled

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Low Temperature Properties of Polymer-Stabilized Liquid Crystal Blue Phase2014

    • Author(s)
      Gihwan Lim, Yashushi Okumura, Hiroki Higuchi and Hirotsugu Kikuchi
    • Journal Title

      ChemPhysChem

      Volume: 未定 Pages: 未定

    • DOI

      unsettled

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optical microscopic observation of morphology in liquid crystal/polymer composites and their electro-optical properties2013

    • Author(s)
      Satoshi Niiyama and Hirotsugu Kikuchi
    • Journal Title

      Mol. Cryst. Liq. Cryst.

      Volume: 577 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1080/15421406.2013.778116

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Temperature dependence of dielectric and electro-optical properties and disordered structure in polymer stabilized blue phases at low temperature2013

    • Author(s)
      Gihwan Lim, Yasushi Okumura, Hiroki Higuchi, HirotsuguKikuchi
    • Journal Title

      Digest of Technical Papers - Society for Information Display International Symposium

      Volume: 44 Pages: 1273-1275

    • DOI

      10.1002/j.2168-0159.2013.tb06466.x

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Structures and Properties of Liquid Crystal Blue Phases2013

    • Author(s)
      Hirotsugu Kikuchi, Hiroki Higuchi and Yasushi Okumura
    • Organizer
      2013 Kyushu-Seibu/Pusan-Kyeongnam Joint Symposium on High Polymers (16th) and Fibers (14th)
    • Place of Presentation
      佐賀市
    • Year and Date
      20131108-20131110
    • Invited
  • [Presentation] Lattice structure and optical properties of liquid crystal blue phases2013

    • Author(s)
      Hirotsugu Kikuchi, Yasushi Okumura, and Hiroki Higuchi
    • Organizer
      Optics of Liquid Crystals 2013
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      20130929-20131004
    • Invited
  • [Presentation] 可逆的な二量化部位を導入したキラル剤の合成とキラル液晶の光熱相転移制御2013

    • Author(s)
      西川浩矢, 樋口博紀, 奥村泰志, 菊池裕嗣
    • Organizer
      第62回高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢市
    • Year and Date
      20130911-20130913
  • [Presentation] 傾斜安定化セルによる高分子安定化ブルー相の電気光学特性の系統的な測定2013

    • Author(s)
      行武紀昭, 奥村泰志, 樋口博紀, 菊池裕嗣
    • Organizer
      第62回高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢市
    • Year and Date
      20130911-20130913
  • [Presentation] 水素結合性モノマーを用いた高分子安定化液晶ブルー相の安定性と電気光学特性2013

    • Author(s)
      福元孝斉, 樋口博紀, 奥村泰志, 松本純一, 菊池裕嗣
    • Organizer
      第62回高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢市
    • Year and Date
      20130911-20130913
  • [Presentation] 共焦点レーザー走査顕微鏡による液晶ブルー相 Iの格子構造の直接観察2013

    • Author(s)
      齊藤綾一, 奥村泰志, 樋口博紀, 菊池裕嗣
    • Organizer
      第62回高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢市
    • Year and Date
      20130911-20130913
  • [Presentation] 共焦点レーザ走査顕微鏡による液晶ブルー相の三次元格子構造観察2013

    • Author(s)
      奥村泰志, 齊藤綾一, 芦峰隆宏, 樋口博紀, 菊池裕嗣
    • Organizer
      第62回高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢市
    • Year and Date
      20130911-20130913
  • [Presentation] UV偏光顕微鏡による高いカイラリティを有するブルー相の相転移観察2013

    • Author(s)
      金 忠煥, 奥村泰志, 樋口博紀, 菊池裕嗣
    • Organizer
      2013年日本液晶学会討論会
    • Place of Presentation
      豊中市
    • Year and Date
      20130908-20130910
  • [Presentation] Liquid crystal blue phases for applications to electro-optics2013

    • Author(s)
      Hirotsugu Kikuchi, Yasushi Okumura, and Hiroki Higuchi
    • Organizer
      GDCh-Wissenschaftsforum Chemie 2013
    • Place of Presentation
      Darmstadt, Germany
    • Year and Date
      20130901-20130904
    • Invited
  • [Presentation] 非対称吸着ポテンシャルを有する一軸配向性高分子安定化液晶薄膜の作成2013

    • Author(s)
      久保武士, 奥村泰志, 樋口博紀, 菊池裕嗣
    • Organizer
      第50 回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      北九州市
    • Year and Date
      20130706-20130706
  • [Presentation] アントラセン骨格を活用した光-熱応答型キラル剤の合成 と光相転移挙動2013

    • Author(s)
      西川浩矢, 樋口博紀, 奥村泰志, 菊池裕嗣
    • Organizer
      第17回液晶化学研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      20130613-20130613
  • [Presentation] 傾斜安定化セルによる高分子安定化ブルー相の系統的な電気光学効果測定2013

    • Author(s)
      行武紀昭, 奥村泰志, 樋口博紀, 菊池裕嗣
    • Organizer
      第17回液晶化学研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      20130613-20130613
  • [Presentation] 水素結合性架橋構造をもつ高分子安定化ブルー相の特性評価2013

    • Author(s)
      福元孝斉, 樋口博紀, 奥村泰志, 松本純一, 菊池裕嗣
    • Organizer
      第17回液晶化学研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      20130613-20130613
  • [Presentation] 共焦点レーザースキャン顕微鏡による液晶ブルー相の三次元構造解析2013

    • Author(s)
      奥村泰志, 齊籐綾一, 樋口博紀, 菊池裕嗣
    • Organizer
      第17回液晶化学研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      20130613-20130613
  • [Presentation] Temperature dependence of dielectric and electro-optical properties and disordered structure in polymer stabilized blue phases at low temperature2013

    • Author(s)
      Gihwan Lim, Yasushi Okumura, Hiroki Higuchi and HirotsuguKikuchi
    • Organizer
      SID 2013
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      20130521-20130524
  • [Book] “Polymer and Colloid-stabilized Blue Phases”, Handbook of Liquid Crystals2014

    • Author(s)
      Hirotsugu Kikuchi
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      Wiley-VCH

URL: 

Published: 2015-05-28  

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