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メタルフリーキラル有機磁性ソフトマテリアルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15J01040
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 機能物性化学
研究機関京都大学

研究代表者

武元 佑紗  京都大学, 人間・環境学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードジラジカル / 液晶 / ニトロキシドラジカル / 正の磁気液晶効果 / ソフトマテリアル / ナノチューブ / 磁性ナノエマルション / 磁性液晶 / 液晶ゲル
研究実績の概要

当該3年間における研究計画として、本年度はジラジカル液晶化合物の合成および物性評価の研究に従事した。ジラジカル液晶の研究では、非常に特異な磁気相互作用の検出に成功し、その起源解明に成功した。具体的には、SQUID磁束計を用いてモル磁化率の温度依存性を測定したところ、極低温においてジラジカル液晶は反強磁性的相互作用が見られたが、固体-液晶相転移にてモル磁化率の上昇は確認されなかった。しかしながら、ジアステレオマー添加物を少量(5wt%)加えた化合物の磁気相互作用を検討すると、極低温において反強磁性的相互作用と、固体-液晶相転移温度でモル磁化率の上昇が見られた。さらに磁化の磁場依存性の測定により、温度に依存しない非線形磁気成分の存在が示唆され、ジアステレオマーの存在が の磁気相互作用に大きな影響を与えていることが分かった。この理由として、ジアステレオマーの存在により相のドメインの不均一性が増加し、その結果不均一な分子間接触を示すドメイン領域が増加したためと考えられる。液晶以外のソフトマテリアルとしてヒドロゲルや有機ナノチューブが挙げられるが、それらは一次元鎖の分子集合体を形成し、一次元鎖中において秩序だった分子配列を有しているが液晶のような流動性はなく、「正の磁気液晶効果」は観測されていない。液晶と他のソフトマテリアルの分子集合構造の違いが磁気相互作用に影響を与えていると考えられる。つまり流動性がありながらも分子の配向秩序を有する性質が「正の磁気液晶効果」を引き起こすための重要なファクターではないかと予想される。また、これらの研究成果を積極的に公表し、学会誌等への発表1件、学会発表3件の業績を残した。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Preparationo of Rubst Metal-Free Magnetic Nanoemulsiions Encapsulating Low-Molecular-Weight Nitoxide Radicals and Hydrophobic Drugs Directed Toward MRI-Visible Targeted Delivery.2017

    • 著者名/発表者名
      Nagura, K., Takemoto, Y., Moronaga, S., Uchida, Y., Shimono, S., Shiino, A., Tanigaki, K., Amano, T., Yoshino, F., Noda, Y., Koizumi, S., Komatsu, N., Kato, T., Yamauchi, J., Tamura, R.
    • 雑誌名

      Chemisty A European Journal

      巻: 23 号: 62 ページ: 15713-15720

    • DOI

      10.1002/chem.201702785

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and Magnetic Properties of Nitroxide Radical Liquid Crystalline Physical Gels2017

    • 著者名/発表者名
      Yusa Takemoto, Yoshiaki Uchida, Satoshi Shimono, Jun Yamauchi and Rui Tamura
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 279-289

    • DOI

      10.1080/15421406.2017.1289611

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral All-Organic Nitroxide Biradical Liquid Crystal Showing Remarkably Large Positive Magneto-LC Effects2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Suzuki, Yusa Takemoto, Shohei Takaoka, Koji Taguchi, Yoshiaki Uchida, Dmitrii G. Mazhukin, Igor A. Grigor’ev and Rui Tamura
    • 雑誌名

      Chemical Communication

      巻: 52 号: 20 ページ: 3935-3938

    • DOI

      10.1039/c5cc09202g

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Preparation, characterization and magnetic behavior of a spin-labelled physical hydrogel containing a chiral cyclic nitroxide radical unit fixed inside the gelator molecule2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Takemoto, T. Yamamoto, N. Ikuma, Y. Uchida, K. Suzuki, S. Shimono, H. Takahashi, N. Sato, Y. Oba, R. Inoue, M. Sugiyama, H. Tsue, T. Kato, J. Yamauchi, and R. Tamura
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 11 号: 27 ページ: 5563-5570

    • DOI

      10.1039/c5sm01216c

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Magnetic Properties of Biradical and Diradical Liquid Crystals2017

    • 著者名/発表者名
      Yusa Takemoto, Elena Zaytseva, Naoki Yoshioka, Katsuaki Suzuki, Yoshiaki Uchida, Satoshi Shimono, Tatsuhisa Kato, Dmitrii G. Mazhukin, Rui Tamura
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 純有機ジラジカル液晶が示すユニークな液晶相の共存および非線形磁性2017

    • 著者名/発表者名
      Yusa Takemoto, Elena Zaytseva, Katsuaki Suzuki, Yoshiaki Uchida, Satoshi Shimono, Tatsuhisa Kato, Dmitrii G. Mazhukin, Igor A. Grigor’ev and Rui Tamura
    • 学会等名
      第7回ソフトマター研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 純有機ジラジカル液晶性化合物が示す温度非依存性磁性の観察2017

    • 著者名/発表者名
      武元佑紗, Elena Zaytseva, 吉岡直樹, 高西陽一, 舟橋正浩, 鈴木克明, 内田幸明, 下野智史, Dmitrii G. Mazhukin, 田村類
    • 学会等名
      第56回電子スピンサイエンス学会年会(SEST2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Unique Magnetic Properties Observed in a Novel Discotic Nitroxide Diradical Liquid Crystal2017

    • 著者名/発表者名
      Yusa Takemoto, Elena Zaytseva, Naoki Yoshioka, Katsuaki Suzuki, Yoshiaki Uchida, Satoshi Shimono, Tatsuhisa Kato, Dmitrii G. Mazhukin, Rui Tamura
    • 学会等名
      The 8th Conference on Nitroxides (SPIN2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation and Magnetic Properties of All-organic Diradical Liquid Crystals2017

    • 著者名/発表者名
      Yusa Takemoto; Elena Zaytseva; Katsuaki Suzuki; Yoshiaki Uchida; Satoshi Shimono; Tatsuhisa Kato; Dmitrii G. Mazhukin; Igor A. Grigor’ev; Rui Tamura
    • 学会等名
      第7回京都若手ソフトマター研究会
    • 発表場所
      京都大学理学研究科セミナーハウス(京都府京都市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ディスコチックビラジカル液晶の合成と磁性2016

    • 著者名/発表者名
      武元佑紗・Elena Zaytseva・吉岡直樹・鈴木克明・内田幸明・下野智史・加藤立久・Dmitrii G. Mazhukin・田村類
    • 学会等名
      第25回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-09-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ビラジカル液晶の合成と磁気性質2016

    • 著者名/発表者名
      武元佑紗・Elena Zaytseva・吉岡直樹・鈴木克明・内田幸明・下野智史・加藤立久・Dmitrii G. Mazhukin・田村類
    • 学会等名
      2016年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      大阪工業大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ビラジカル液晶の合成と磁気性質2016

    • 著者名/発表者名
      武元佑紗・Elena Zaytseva・吉岡直樹・鈴木克明・内田幸明・下野智史・加藤立久・Dmitrii G. Mazhukin・田村類
    • 学会等名
      第27回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島県広島市)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and Magnetic Properties of All-Organic Diradical Discotic Liquid Crystal2016

    • 著者名/発表者名
      Yusa Takemoto, Elena Zaytseva, Katsuaki Suzuki, Yoshiaki Uchida, Satoshi Shimono, Tatsuhisa Kato, Dmitrii G. Mazhukin, Igor A. Grigor’ev, Rui Tamura
    • 学会等名
      26th International Liquid Crystal Coference
    • 発表場所
      ケント州立大学(アメリカ合衆国オハイオ州)
    • 年月日
      2016-07-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation and Magnetic Property of All-Organic Diradical Discotic Liquid Crystal2016

    • 著者名/発表者名
      Yusa Takemoto; Elena Zaytseva; Katsuaki Suzuki; Naoki Yoshioka; Yoshiaki Uchida; Satoshi Shimono; Tatsuhisa Kato; Dmitrii G. Mazhukin; Igor A. Grigor’ev; Rui Tamura
    • 学会等名
      8th Japanese-Italian Liquid Crystal Workshop (JILCW2016)
    • 発表場所
      Kyoto International Conference House(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-07-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gelation and molecular orientation control of rod-like radical liquid crystals using chiral diamagnetic organic gelators2016

    • 著者名/発表者名
      武元佑紗・内田幸明・下野智史・加藤立久・田村類
    • 学会等名
      第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] キラル反磁性オルガノゲル化剤を用いる棒状ラジカル液晶のゲル化と分子配向制御2016

    • 著者名/発表者名
      Yusa Takemoto, Elena Zaytseva, Kouji Taguchi, Katsuaki Suzuki, Tatsuhisa Kato, Rui Tamura
    • 学会等名
      第5回京都若手ソフトマター研究会
    • 発表場所
      京都大学理学研究科セミナーハウス(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and magnetic properties of nitroxide radical liquid crystalline gels2015

    • 著者名/発表者名
      Yusa Takemoto, Yoshiaki Uchida, Katsuaki Suzuki, Satoshi Shimono, Tatsuhisa Kato, Jun Yamauchi, Rui Tamura
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      アメリカ合衆国ハワイ州オアフ島ホノルル市
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic Properties of Organic Radical Liquid Crystalline Gels:Relationship Between Positive Magneto-LC Effects and Domain Sizes2015

    • 著者名/発表者名
      Yusa Takemoto, Yoshiaki Uchida, Satoshi Shimono, Tatsuhisa Kato, Jun Yamauchi, Rui Tamura
    • 学会等名
      The 9th Japanese-Russian Workshop Open Shell Compounds and molecular Spin Devices
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県淡路市)
    • 年月日
      2015-11-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ニトロキシドラジカル構造を分子中央部に有する磁性液晶ゲルの調製と磁気的性質2015

    • 著者名/発表者名
      武元佑紗・内田幸明・鈴木克明・下野智史・加藤立久・山内淳・田村類
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and Magnetic Properties of All-Organic Radical Liquid Crystalline Gels2015

    • 著者名/発表者名
      Yusa Takemoto, Yoshiaki Uchida, Katsuaki Suzuki, Satoshi Shimono, Tatsuhisa Kato, Jun Yamauchi, Rui Tamura
    • 学会等名
      5th European Conference on Molecular Magnetism
    • 発表場所
      ボストンホテル(スペイン サラゴザ)
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PREPARATION AND PROPERTIES OF METAL-FREE MAGNETIC HYDROGELS2015

    • 著者名/発表者名
      Yusa Takemoto, Satoshi Shimono, Katsuaki Suzuki, Naohiko Ikuma, Yoshiaki Uchida, Tatsuhisa Kato, Jun Yamauchi, Rui Tamura
    • 学会等名
      15th International Conference on Chiroptical Spectroscopy
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-08-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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