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キュービック液晶相の分子凝集構造の解明とその制御

研究課題

研究課題/領域番号 14550846
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 高分子構造物性(含繊維)
研究機関岐阜大学

研究代表者

沓水 祥一  岐阜大学, 工学部, 助教授 (80214964)

研究分担者 野島 修一  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (20156194)
田中 克史  京都工芸繊維大学, 繊維学部, 助教授 (50207081)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2004年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2003年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2002年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード液晶 / キュービック液晶 / スメクチック液晶 / 電場誘起相転移 / 粘弾性挙動 / 電場効果 / 粘弾挙動
研究概要

層状の1次元的な秩序相、スメクチックC(SmC)相から3次元的に等方的なキュービック(Cub)相への相転移のメカニズムおよびCub相の分子凝集構造の解明と相転移の制御を目的に検討を行った。2つの同族列、4'-n-alkoxy-3'-nitrobiphnyl-4-carboxylic acids(ANBC-n)と1,2-bis(n-alkoxybenzoyl)hydrazines(BABH-n)に関し、得られた重要な知見を以下に列挙する。
(1)ANBC-nの温度とアルコキシ鎖長nに関する相図を明らかにした。Cub相温度域には空間群Ia3dとIm3mに属する2種類のCub相構造が存在することを見出した。
(2)BABH-nの相転移挙動の検討も開始し、相図を明らかにした。ANBC-nとは反対に、n=8-10ではCub相の高温側にSmC相を発現、n=7-12のCub相はいずれもIa3d型であり、格子定数はANBC-nとは反対に、温度に対して正の増加を示した。これらの知見より、ANBC-nとBABH-nの2つの同族列におけるCub相の発現とその温度依存性は、構成分子中のアルコキシ鎖部分と水素結合系の2つの部分の温度変化の競合により決まる分子の平均形状の変化で説明できるとの構造制御に関わる重要な結論を得た。
(3)両同族列に関し、静水圧力下の相転移挙動を検討、圧力の増加によりCub相よりもSmC相が安定化することを明らかにした。しかし、n=22のANBCでは、Cub相は400MPaの圧力まで安定に存在した。またBABHでは、n=11,12で常圧では現れないSmC相が誘起され安定化し、さらには、n=10のBABHにおけるSmC相とCub相の相境界の温度と圧力の依存性から、高温側のSmC相の方がCub相よりモル体積が小さいことが示唆された。
(4)両同族列に関し、相転移制御を目的に、2成分系相図と電場印加効果を検討している。交流電場印加によりCub相が安定化する現象が見出されているが、さらに検討中である。この検討の過程で、SmC相からのCub相への転移温度は、熱力学的因子ばかりでなく速度論的因子にも支配されていることが明らかになりつつある。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (29件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] Effect of Pressure on Phase Behavior of Thermotropic Cubic Mesogen 1,2-bis-(4-n-alkyloxybenzoyl)hydrazine2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, T.Ito, S.Kutsumizu, K.Saito, M.Sorai
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] サーモトロピックキュービック相はどこまでわかったか2005

    • 著者名/発表者名
      沓水祥一
    • 雑誌名

      液晶 9・3(印刷中)

    • NAID

      10016675153

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Recent advances in the understanding of thermotropic cubic mesophase.2005

    • 著者名/発表者名
      S.Kutsumizu
    • 雑誌名

      Ekisho 9(in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] サーモトロピックキュービック相はどこまでわかったか2005

    • 著者名/発表者名
      沓水祥一
    • 雑誌名

      液晶 9(印刷中)

    • NAID

      10016675153

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Cubic Phases of 4'-n-Docosyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic Acid (ANBC-22)2004

    • 著者名/発表者名
      S.Kutsumizu, M.Yamada, K.Tadano, S.Yano, S.Nojima, T.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals 412

      ページ: 49-58

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase behaviour of the thermotropic cubic mesogen 1,2-bis-(4-n-decyl-oxylbenzoyl)hydrazine under pressure2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, T.Ito, S.Kutsumizu
    • 雑誌名

      Liquid Crystals 31・5

      ページ: 623-632

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase behaviour of the thermotropic cubic mesogens 1,2-bis-(4-n-undecyl- and 4-n-dodecyl-oxylbenzoyl)hydrazine under pressure2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, T.Ito, S.Kutsumizu
    • 雑誌名

      Liquid Crystals 31・6

      ページ: 807-820

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electro-Rheological Behavior of Hydrogen-Bonded Liquid Crystalline 4'-n-Docosyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic Acid (ANBC-22) under Sinusoidal Electric Field2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tanaka, R.Akiyama, M.Takano, S.Kutsumizu, T.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan 29・3

      ページ: 815-818

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase Behaviour of a Thermotropic Cubic Mesogen 4'-n-Hexadecyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic Acid under Pressure2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, S.Kutsumizu
    • 雑誌名

      J.Thermal Anal.Calorimetry 76

      ページ: 353-365

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cubic phases of 4'-n-docosyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acid (ANBC-22).2004

    • 著者名/発表者名
      S.Kutsumizu, M.Yamada, K.Tadano, S.Yano, S.Nojima, T.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals 412

      ページ: 49-58

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase behaviour of the thermotropic cubic mesogen 1,2-bis(4-n-decyloxybenzoyl)hydrazine under pressure.2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, T.Ito, S.Kutsumizu
    • 雑誌名

      Liquid Crystals 31

      ページ: 623-632

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase behaviour of the thermotropic cubic mesogens 1,2-bis-(4-n-undecyl-and 4-n-dodecyl-oxylbenzoyl)hydrazine under pressure.2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, T.Ito, S.Kutsumizu
    • 雑誌名

      Liquid Crystals 31

      ページ: 807-820

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electro-Rheological behavior of hydrogen-bonded liquid crystalline 4'-n-docosyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acid (ANBC-22) under sinusoidal electric field.2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tanaka, R.Akiyama, M.Takano, S.Kutsumizu, T.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Transaction of MRS-J 29

      ページ: 815-818

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase Behavior of a Thermotropic Cubic Mesogen 4'-n-Hexadecyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic Acid under Pressure.2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, S.Kutsumizu
    • 雑誌名

      J.Thermal Anal.Calorimetry 76

      ページ: 353-365

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electro-Rheological Behavior of Hydrogen-Bonded Liquid Crystalline 4'-n-Docosyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic_Acid ANBC-22 under Sinusoidal Electric Field2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tanaka, R.Akiyama, M.Takano, S.Kutsumizu, T.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Trans.Mat.Res.Soc.Jpn. 29

      ページ: 815-818

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Electron Spin Resonance Studies on Sodium-Neutralized Ethylene Ionomers : Microphase-Separated Structure and Thermal Behaviors2004

    • 著者名/発表者名
      S.Kutsumizu, M.Goto, S.Yano
    • 雑誌名

      Macromolecules 37

      ページ: 4821-4829

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Electric field-induced cubic phase in 4'-n-docosyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acid2003

    • 著者名/発表者名
      S.Kutsumizu, M.Yamada, T.Yamaguchi, K.Tanaka, R.Akiyama
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.(Communication) 125・10

      ページ: 2858-2859

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] In situ observation of the pressure-induced mesophase for 4'-n-hexadecyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acid2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, S.Krishna Prasad, S.Kutsumizu, S.Yano
    • 雑誌名

      Liquid Crystals 30・1

      ページ: 7-16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Thermal behaviour of the thermotropic cubic mesogen 4'-n-alkoxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acids under pressure2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, K.Morita, S.Kutsumizu
    • 雑誌名

      Liquid Crystals 30・2

      ページ: 157-164

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electric field-induced cubic phase in 4'-n-docosyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acid (ANBC-22).2003

    • 著者名/発表者名
      S.Kutsumizu, M.Yamada, T.Yamaguchi, K.Tanaka, R.Akiyama
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.(Communications) 125

      ページ: 2858-2859

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Observation of the pressure-induced mesophase for 4'-n-hexadecyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acid under pressure.2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, S.Krishna Prasad, S.Kutsumizu, S.Yano
    • 雑誌名

      Liquid Crystals 30

      ページ: 7-16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Thermal behaviour of the themotropic cubic mesogen 4'-n-alkoxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acids under pressure.2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, K.Morita, S.Kutsumizu
    • 雑誌名

      Liquid Crystals 30

      ページ: 157-164

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cubic phases of 4'-n-alkoxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acids (ANBC-n)2002

    • 著者名/発表者名
      S.Kutsumizu, K.Morita, T.Ichikawa, S.Yano, S.Nojima, T.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Liquid Crystals 29・11

      ページ: 1447-1458

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cubic phases of binary systems of 4'-n-tetradecyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acid (ANBC-14)-n-alkane2002

    • 著者名/発表者名
      S.Kutsumizu, K.Morita, S.Yano, S.Nojima
    • 雑誌名

      Liquid Crystals 29・11

      ページ: 1459-1468

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The thermotropic cubic phase - a curious mesophase2002

    • 著者名/発表者名
      S.Kutsumizu
    • 雑誌名

      Current Opinion in Solid State and Materials Science 6

      ページ: 537-543

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cubic pases of 4'-n-akoxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic aids (ANBC-n).2002

    • 著者名/発表者名
      S.Kutsumizu, K.Morita, T.Ichikawa, S.Yano, S.Nojima, T.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Liquid Crystals 29

      ページ: 1447-1458

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cubic phases of binary systems of 4'-n-tetradecyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acid (ANBC-14)-n-alkane.2002

    • 著者名/発表者名
      S.Kutsumizu, K.Morita, S.Yano, S.Nojima
    • 雑誌名

      Liquid Crystals 29

      ページ: 1459-1468

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The thermotropic cubic phase -a curious mesophase.2002

    • 著者名/発表者名
      S.Kutsumizu
    • 雑誌名

      Current Opinion in Solid State and Materials Science 6

      ページ: 537-543

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of Pressure on Phase Behavior of Thermotropic Cubic Mesogen 1,2-bis-(4-n-alkyloxybenzoyl)hydrazine.

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, T.Ito, S.Kutsumizu, K.Saito, M.Sorai
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Maeda, K.Morita, S.Kutsumizu: "Thermal behaviour of the thermotropic cubic mesogen 4'-n-alkoxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acids under pressure"Liquid Crystals. 30・2. 157-164 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Maeda, T.Ito, S.Kutsumizu: "Pressure-induced mesopbase of the thermotropic cubic mesogens 1,2-bis-(4-n-undecyloxylbenzoyl)hydrazine and 1,2-bis-(4-n-dodecyloxylbenzoyl)hydrazine"Liquid Crystals. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Maeda, T.Ito, S.Kutsumizu: "Phase Behaviour of the Thermotropic Cubic Mesogen 1,2-Bis(4-n-decyloxy-benzoyl)hydrazine under Pressure"Liquid Crystals. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tanaka, R.Akiyama, M.Takano, S.Kutsumizu, T.Yamaguchi: "Electro-Rheological Behavior of Hydrogen-Bonded Liquid Crystalline 4'-n-Docosyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic Acid (ANBC-22) under Sinusoidal Electric Field"Trans.Mat.Res.Soc.Jpn.. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kutsumizu, M.Yamada, K.Tadano, S.Yano, S.Nojima, T.Yamaguchi: "Cubic Phases of 4'-n-Docosyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic Acid (ANBC-22)"Mol.Crystals Liq.Crystals. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kutsumizu, S.Schlick: "Structure and Dynamics of Ionic Aggregates in Ethylene Ionomer Membranes : Recent Electron Spin Resonance (ESR) Studies"J.Mol.Struct., a special issue on "Smart membrane and molecular cavity," (invited article). (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kutsumizu, K.Morita, T.Ichikawa, S.Yano, S.Nojima, T.Yamaguchi: "Cubic phases of 4'-n-alkoxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acids (ANBC-n)"Liquid Crystals. 29・11. 1447-1458 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kutsumizu, K.Morita, S.Yano, S.Nojima: "Cubic phases of binary systems of 4'-n-tetradecyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acid (ANBC-14)-n-alkane"Liquid Crystals. 29・11. 1459-1468 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Maeda, S.Krishna Prasad, S.Kutsumizu, S.Yano: "In situ observation of the pressure-induced mesophase for 4'-n-hexadecyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acid"Liquid Crystals. 30・1. 7-16 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Maeda, K.Morita, S.Kutsumizu: "Thermal behaviour of the thermotropic cubic mesogen 4'-n-alkoxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acids under pressure"Liquid Crystals. 30・3(In press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kutumizu, M.Yamada, T.Yamaguchi, K.Tanaka, R.Akiyama: "Electric field-induced cubic phase in 4'-n-alkoxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acid"J. Am. Chem. Soc. (Communication). 125・10. 2858-2859 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kutsumizu, M.Goto, S.Yano, S.Schlick: "Structure and dynamics of ionic aggregates in ethylene ionomers and their effect on polymer dynamics : A study by small-angle X-ray scattering and..."Macromolecules. 35・16. 6298-6305 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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