2014 Fiscal Year Research-status Report
６０°ベント角の屈曲分子によるバナナ液晶形成と強誘電応答ディスプレイの開発
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26410086
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
姜 聲敏 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (00523664)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 液晶 / 相転移 / 相構造 / Nematic / Ferroelectricity |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、平成26-27年度の2年間行う“分子設計と構造・物性の基礎研究”の1年目として計画通りの研究成果が得られた。
分子設計の対象として、１）分子中心の屈曲コア部と２）サイドウィング部の二つの要素に着目し、新規化合物を合成しその構造・物性を評価した。
結果、上記１）の設計案として、ビストランを基盤とした液晶化合物にジクロロ置換基を導入することで、先行研究において発見した強誘電スイッチング相であるB7相、B2相の発現相転移温度を200℃以下までに下げることに成功し、今後の複合的分子設計によっては100℃以下の相転移温度が目指せると思われる。
また２）の設計案としてサイドウィングにクロロ置換基を導入したナフタレン誘導体の合成から新規のネマチック相の発現を見出した。このネマチック相の詳細については今後調査を必要とするが、ネマチックダイレクターの垂直方向に分子の大きさを超えるサイズの長距離秩序の存在を示唆するX線散乱パターンが確認された。ネマチック相においては、分子間の平均的距離および分子長相応のX線散乱が見られることが一般的であり、このようなネマチック相についてはこれまで報告の例がない。今回の分子設計が生み出したこのような興味深い結果から60度の分子屈曲形状とサイドウィング部の置換基導入の分子設計案の相関を詳しく調査することは翌年度以降の重要な研究対象であり、さらには、今後、基礎科学や応用分野を問わず新しい液晶として注目されると思われる。
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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
研究初年度の分子設計と構造・物性の評価の1年目として、既存の相転移挙動を示す材料においては、応用を見据えた相転移温度の低温シフト化が進められ、より低温領域において応用可能な強誘電・反強誘電性液晶相を発現させることができた。
また、新規液晶相として異種のネマチック相を発見した。このネマチック相は、これまで報告されていない性質がX線調査結果から示唆され、分子形状と液晶性という基礎的観点のみならず今後応用へ向けた新規材料としての可能性をも期待される。研究初年度の成果としては予定通り、おおむね順調に進んでいると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
3年間の2年目の研究では、当初の研究計画通り、引き続き、分子設計と構造・物性の調査を進める。新規に発見したネマチック相には特別重点を置き、構造解明（既存のネマチック相との相違）を行い、さらには液晶の粘弾性を含めた物性パラメーターを調査し、通常ネマチック液晶との相違について知見を得ることが急務である。
さらには、各設計要素の考察から得られた分子設計案を総合した分子設計案を確立させ、最終年度の応用評価に向けた強誘電相・3次元相・新規液晶相を有する最適分子設計案を見出す。
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| Causes of Carryover |
当該年度の分子設計には、既存の合成器具・装置および試薬などを有効に活用でき、予使用額の差額が生じた。さらには、構造・物性の調査において、今年度は学内設備・施設の利用で十分調査が間に合ったため差額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究2年目は、新しい分子設計の継続検討を行むため多種の新規液晶化合物の合成を予定している。さらに、構造・物性評価を行うための消耗品・旅費などの研究費が必要となるため翌年度の助成金と合わせた使用を計画している。
新しい液晶化合物の設計・合成を行うための、試薬代、消耗品代として使用する。さらに物性評価のため、液晶評価用薄膜厚電場印加セルを購入する。
また次年度は小角・広角X線散乱測定が同時に行える放射光研究所への出張旅費などとして使用の予定である。さらには、研究成果の報告のための海外論文投稿、学会参加費用と必要とする
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