2015 Fiscal Year Annual Research Report
周辺側鎖を駆動力とするπ電子積層様式の制御と光電子機能材料の開発
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26810049
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
櫻井 庸明 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50632907)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 液晶 / 自己認識 / 親疎水性 / 電子ドナー / 電子アクセプター / 分子配列 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの検討により、ディスク状π共役系分子の片末端を長鎖アルキルで、もう一方をトリエチレングリコール鎖で修飾した化合物がカラムナー液晶相を優先的に発現することを見出している。この知見をπ共役系分子二成分混合系に適用し、精密な分子集積構造の制御を試みた。
ペリレンジイミド骨格に対し、長鎖アルキルを主とする置換基によりその片方のイミド部位を修飾し、トリエチレングリコール鎖を主とする置換基によりもう片方のイミド部位を修飾した分子PDI(C12/TEG)を設計した。この「非混和性側鎖ペア」による修飾の結果、PDI(C12/TEG)はそれぞれの側鎖が重なり、p2mg対照群に分類されるレクタンギュラーカラムナー相を発現した。一方で、双方のイミド部位を同一置換基で修飾したPDI(C12/C12)およびPDI(TEG/TEG)も合成した。これら各種PDI化合物を分岐アルキル側鎖で修飾されたH2Pcとそれぞれモル比1:1で混合した液晶フィルムの吸収スペクトル測定を行ったところ、PDI(C12/C12)/H2Pc ではPDI同士、Pc同士が会合していない状態を示す吸収帯の寄与が顕著に見られ、カラム構造内での二種類の分子の混和があると考えられるのに対し、PDI(C12/TEG)/H2PcはPc単体の会合状態に対応する吸収帯が見られ、分離積層配置に近い構造を取っていることが示唆された。PDI(TEG/TEG)/H2Pcはほぼ単体のフィルム状態の重ね合わせとなる吸収スペクトルを与え、分子間で混和しないマクロ相分離状態にあることが示唆された。すなわち、我々が適用した非混和性側鎖は分子にとって“自己認識のラベル”として働いており、本手法は、二成分系において「全体としては混和しつつもナノスケールでは分離積層構造を自己組織的に形成する」ための普遍的分子設計指針として提案することができた。
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