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アキラル液晶の自己組織化による自発的対称性の破れ

Research Project

Project/Area Number 17J11338
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional solid state chemistry
Research InstitutionHirosaki University
Research Fellow 佐々木 春菜  弘前大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
KeywordsLiquid crystal / Chiral / Symmetry breaking / Dark conglomerate phase / Nanostructure
Outline of Annual Research Achievements

本研究ではアキラル三量体液晶が形成するナノ秩序の構造解明、その固定化、さらに光刺激によるナノ構造制御の方法論の開発に取り組んだ。その結果、以下の顕著な成果を得た。
1.設計合成した三量体液晶によるダークコングロメレート(DC)相のナノ構造を原子間力顕微鏡(AFM)および透過型電子顕微鏡(SEM)で観測した。その結果、空気―液晶界面では空孔がハニカム状に規則正しく配列したジャイロイド型のキュービック構造から構成されているが、一方、内部はスポンジ状であることがみられ、試料の内部と表面のナノ構造は明らかな違いがみられた。表面の分子密度が試料の内部に比べてより高くなることで段階的な転移が引き起こされているためだと考えられる。このようなジャイロイド型のナノ構造は従来のDC相においてはみられず、新規なナノ構造であるといえる。
2.この三量体液晶にアゾベンゼンを導入し、光刺激による構造変化を調べた。アゾベンゼン基含有の三量体はDC相を形成し、またそのDC相において光照射による可逆的なキラリティースイッチが起こることを観察した。これは分子間相互作用由来のコンフォメーション変化で説明している。また、このアゾベンゼン基含有三量体を上記で用いたジャイロイド構造を形成するDC相を発現する三量体化合物と混合させ、DC相においてUV照射を行うと、同様なキラルスイッチングがみられた。この過程を経た混合物の試料内部構造をSEMで観察すると、比較的秩序だった空隙をもつナノ構造がみられた。UV照射を行わないサンプルの内部構造はランダムなスポンジ構造をしていることから、ナノ構造は光刺激によって秩序化されたと考えられ、ナノ構造を制御する知見が得られた。
上記の研究成果は、それぞれ Soft MatterおよびChemistrySelectにて出版発表された。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2017 Annual Research Report

Research Products

(5 results)

All 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Photo-Driven Chirality Switching in a Dark Conglomerate Phase of an Achiral Liquid Crystal Trimer2018

    • Author(s)
      Sasaki Haruna、Takanishi Yoichi、Yamamoto Jun、Yoshizawa Atsushi
    • Journal Title

      ChemistrySelect

      Volume: 3 Issue: 11 Pages: 3278-3283

    • DOI

      10.1002/slct.201800067

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Achiral flexible liquid crystal trimers exhibiting gyroid-like surfaces in chiral conglomerate phases2017

    • Author(s)
      Sasaki Haruna、Takanishi Yoichi、Yamamoto Jun、Yoshizawa Atsushi
    • Journal Title

      Soft Matter

      Volume: 13 Issue: 37 Pages: 6521-6528

    • DOI

      10.1039/c7sm01499f

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Achiral flexible liquid crystal trimers exhibiting ordered nanostructures in the chiral conglomerate phases2018

    • Author(s)
      佐々木春菜、高西陽一、山本潤、吉澤篤
    • Organizer
      超分子化学と機能性材料に関する国際シンポジウム2018(CEMSupra 2018)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フレキシブルなアキラル三量体液晶がDC相において形成するジャイロイド型表面構造2017

    • Author(s)
      佐々木春菜、高西陽一、山本潤、吉澤篤
    • Organizer
      日本液晶学会討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] キラルコングロメレート相を示すアゾ基含有三量体液晶における光誘起相転移2017

    • Author(s)
      佐々木春菜、高西陽一、山本潤、吉澤篤
    • Organizer
      日本液晶学会討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2018-12-17  

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