2018 Fiscal Year Annual Research Report
Precise control of polymer actuators by two-photon processes
Publicly Offered Research
| Project Area | Application of Cooperative-Excitation into Innovative Molecular Systems with High-Order Photo-functions |
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| Project/Area Number |
17H05271
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
池田 富樹 中央大学, 研究開発機構, 機構教授 (40143656)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 1.二光子吸収 / 2.架橋液晶高分子 / 3.フォトクロミック分子 / 4.光運動材料 / 5.アゾトラン / 6.アクチュエーター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
架橋フォトクロミック液晶高分子は，光照射により伸縮・屈曲・回転などの様々な三次元変形・運動を示すため次世代ソフトアクチュエーターとして期待されている。光アクチュエーターにおいては局所ひずみを誘起することにより複雑な三次元変形を実現できる。従来の架橋液晶高分子の光駆動は全て一光子吸収プロセスに基づいていた。一光子吸収はランベルト・ベール則に則って起こるので，クロモフォア濃度が高い系では光吸収は表面のみで起こり，変形は表面領域に限定されていた。すなわち，一光子吸収プロセスに立脚した系では，単純なモードの変形・運動しか誘起できなかった。一方，二光子吸収プロセスを利用することができれば，三次元的に試料の任意の位置で配向変化を引き起こすことが可能となり，マクロ変形の多様化が期待できる。本研究では，架橋アゾトラン液晶高分子の二光子吸収プロセスによる精密駆動を目指した。
本年度は，二光子励起下における架橋アゾトラン液晶高分子の変形挙動を詳細に評価した。フェムト秒レーザーパルスを照射すると，フィルムが光源に向かって屈曲した。フィルムの屈曲速度は励起光強度の二乗に比例しており，変形プロセスが二光子吸収に基づくことが分かった。二光子励起においてはフィルム深さ方向の焦点位置制御が可能であり，焦点位置を三次元的に変化させることにより，駆動フィルムの選択や屈曲方向制御および螺旋状変形誘起が実現できた。以上のように，二光子吸収プロセスを利用して励起位置をミクロレベルで選択することにより，高分子光アクチュエーターの運動モードを精密制御できることが明らかになった。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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