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棒状分子の特性と自己組織化を利用した高複屈折性高分子液晶材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J08725
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 機能材料・デバイス
研究機関東京工業大学

研究代表者

荒川 優樹  東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード複屈折 / 液晶 / ネマチック / 棒状分子 / オーダーパラメーター / 高屈折率材料 / ネマチック相 / コレステリック液晶 / 高分子液晶
研究実績の概要

昨年度は高複屈折性構造を側鎖に導入した高分子液晶材料の開発に従事し、室温における液晶配向状態の固定(ガラス化)、ならびにモノマー (低分子) と比較してポリマーの光学特性が向上することを見出した。しかし、これらポリマーの複屈折 (Δn = 0.36) においても、まだ可視光領域を全反射するために必要な光学特性には達することはできなかった。そこで、本年度は超高複屈折性棒状ネマチック液晶分子の開発を目指し、チオエーテル基 (-SR) 誘導体の合成を行った。まず、分子の方末端にカルボキシル基を導入した、水素結合性液晶性化合物の合成を行った。POM観察および DSC測定から、チオエーテル誘導体において170 ℃以上と高い温度領域ではあるが、スメクチックC相 (SmC) およびN相が確認された。N相における複屈折値は0.36とチオエーテル誘導体は大きな値を示し、アルコキシ基誘導体よりも0.1程度の向上が見られた。その温度依存性も大きいことから、より広い温度範囲で液晶相の発現ができれば、さらに大きな複屈折が期待できる。次に、さらなる高複屈折化および液晶相の低温化を目指し、ビストラン系液晶のラテラル位へのフッ素の導入を行った。フッ素誘導体においてはPOM観察およびDSC測定から110~140℃と比較的低い温度領域でN相が確認された。また、この分子群は一軸配向セルの中で、容易に一軸配向状態も達成された。そのΔnは同じ炭素数(C6)のアルコキシ基誘導体と比較して0.1程度向上することがわかった。さらに末端炭素数がC1の誘導体を合成したところ、そのΔnは最高で0.61と非常に大きな複屈折性を達成することができた。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Assembly of thioether-containing rod-like liquid crystalline materials assisted by hydrogen-bonding terminal carboxyl groups2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Arakawa, Sungmin Kang, Junji Watanabe, Gen-ichi Konishi
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 5 号: 11 ページ: 8056-8062

    • DOI

      10.1039/c4ra15300f

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, phase transition behaviors, and birefringence properties of fluorinated diphenyl-diacetylene derivatives2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Arakawa, Sungmin Kang, Junji Watanabe, Gen-ichi Konishi
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 43 号: 12 ページ: 1853-1860

    • DOI

      10.1246/cl.140779

    • NAID

      130004687287

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of new wide nematic diaryl-diacetylenes containing thiophene-based heteromonocyclic and heterobicyclic structures, and their birefringence properties2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Arakawa, Sungmin Kang, Shunpei Nakajima, Koichi Sakajiri, Susumu Kawauchi, Junji Watanabe, and Gen-ichi Konishi
    • 雑誌名

      Liquid Crystals

      巻: (印刷中) 号: 5 ページ: 642-651

    • DOI

      10.1080/02678292.2013.873492

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of optical parameters in side-chain LC polymethacrylate with a dinaphthyl-acetylene mesogenic unit2014

    • 著者名/発表者名
      Sungmin Kang, Shunpei Nakajima, Yuki Arakawa, Masatoshi Tokita, Gen-ichi Konishi and Junji Watanabe
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 5(7) 号: 1 ページ: 2253-2258

    • DOI

      10.1039/c2py90049a

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diphenyltriacetylenes : Novel nematic liquid crystal materials and analysis of their nematic phase-transition and birefringence behaviours2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Arakawa, Sungmin Kang, Shunpei Nakajima, Koichi Sakajiri, Yokan Cho, Susumu Kawauchi, Junji Watanabe and Gen-ichi Konishi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 1 号: 48 ページ: 8094-8102

    • DOI

      10.1039/c3tc31658k

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large extraordinary refractive index in highly birefringent nematic liquid crystals of dinaphthyldiacetylene-based materials2013

    • 著者名/発表者名
      Sungmin Kang, Shunpei Nakajima, Yuki Arakawa, Gen-ichi Konishi and Junji Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 1 号: 27 ページ: 4222-4226

    • DOI

      10.1039/c3tc30640b

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis and birefringence properties of side-chain LC polymethacrylate with a dinaphthyl-acetylene mesogenic unit2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Arakawa, Sungmin KAng, Gen-ichi Konishi, Junji Watanabe
    • 学会等名
      The 2nd Asian Conference on Liquid Crystals
    • 発表場所
      Haeundae Grand Hotel、Korea、Busan
    • 年月日
      2015-01-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 液晶性高分子の側鎖構造および分子量が複屈折へ与える影響の評価2014

    • 著者名/発表者名
      荒川優樹、姜聲敏、小西玄一、渡辺順次
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎大学、長崎県長崎市
    • 年月日
      2014-09-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] メソゲン末端に硫黄を有する棒状液晶分子の相構造と複屈折性2014

    • 著者名/発表者名
      荒川優樹、姜聲敏、小西玄一、渡辺順次
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      くにびきメッセ、島根県松江市
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 大きな複屈折性を有する側鎖型液晶性高分子の合成および特性解析2014

    • 著者名/発表者名
      荒川優樹、姜聲敏、小西玄一、渡辺順次
    • 学会等名
      第60回高分子研究発表会
    • 発表場所
      兵庫県民会館、兵庫県神戸市
    • 年月日
      2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 硫黄を含む棒状液晶性化合物の合成および特性解析2014

    • 著者名/発表者名
      荒川優樹、姜聲敏、小西玄一、渡辺順次
    • 学会等名
      第3回 JACI/GSCシンポジウム
    • 発表場所
      東京国際フォーラム、 東京都千代田区
    • 年月日
      2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アルキルスルファニル基を有するトラン系液晶化合物の合成と特性解析2014

    • 著者名/発表者名
      荒川優樹、姜聲敏、渡辺順次、小西玄一
    • 学会等名
      第67回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 発表場所
      慶應義塾大学、神奈川県横浜市
    • 年月日
      2014-05-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] highly birefringent side-chain LC polymethacrylate with a dinaphthyl-acetylene mesogenic unit2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Arakawa, Sungmin Kang, Gen-ichi Konishi and Junji Watanabe
    • 学会等名
      The Workshop on Education and Research Center for Materials Innovation
    • 発表場所
      東京工業大学 蔵前ホール
    • 年月日
      2014-02-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Large extraordinary refractive index in highly birefringent nematic liquid crystals of dinaphthyldiacetylene-based materials2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Arakawa, Sungmin Kang, Gen-ichi Konishi and Junji Watanabe
    • 学会等名
      European Conference on Liquid Crystals
    • 発表場所
      Rhodes (Greece)
    • 年月日
      2013-09-23
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 透明ポリマーの材料開発と高性能化2015

    • 著者名/発表者名
      荒川優樹、小西玄一
    • 総ページ数
      291
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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