強誘電性ゲートイオンチャネル

• 研究課題/領域番号: 15K13664
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能物性化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 芥川 智行 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60271631)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: ディスコチック液晶 / 水素結合 / 強誘電体 / イオンチャネル / ゲート機構 / 一方向輸送 / 混晶 / クラウンエーテル / アミド基 / 液晶 / カラムナー相 / 相転移 / アルキルアミド / 誘電率

研究成果の概要

強誘電性のディスコチックカラムナー液晶性化合物にイオンチャネル型の液晶性化合物を混合させ、ゲートイオンチャネル構造を作製した。両液晶相は、互いにドメイン分離状態で共存し、強誘電体ヒステリシスに対応して発生する内部電場の勾配をイオンチャネルが感じることで、ゲート輸送機構が実現する。混晶形成とイオンドープが可能である事が示され、ゲート開閉機構を有する人工イオンチャネルの実現のための設計指針を提出した。

研究成果

• [雑誌論文] Electronic and Crystal Structures of 1,2,3-Triazole-Fused p-Benzoquinone Derivatives (2017)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Sato, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, Tomoyuki Akutagawa
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: 19 号: 6 ページ: 910-917
  • DOI: 10.1039/c6ce02167k
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anisotropic Dissociation of π-π Stacking and Flipping Motion Induce Crystal Jumping in Alkylacridones and their Dicyanomethylene Derivatives (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Takeda, Tomoyuki Akutagawa
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 22 号: 23 ページ: 7763-7770
  • DOI: 10.1002/chem.201600794
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Successive Phase Transition, Dielectric Ordering, and Liquid Crystalline Behavior of Simple (Laurylammonium)(Phenyl Phosphates) Salts (2016)
  • 著者名/発表者名: Z. S. Cai, S. Uchikawa, N. Hoshino, T. Takeda, L. M. Zheng, S. Noro, T. Nakamura and T. Akutagawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 120 号: 27 ページ: 6761-6770
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.6b02213
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Alkylamide-Substituted Tetraphenylethylene: Three Modes of Fluorescence Based on a Hydrogen-Bonded Excimer (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Takeda, Shunsuke Yamamoto, Masaya Mitsuishi, and Tomoyuki Akutagawa
  • 雑誌名: Organic & Biomolecular Chemistry 巻: 14 号: 38 ページ: 8922-8926
  • DOI: 10.1039/c6ob01110a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] One-dimensional Supramolecular Columnar Structure of trans-syn-trans-dicyclohexano[18]crown-6 and Organic Ammonium Cations (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohshima, K. Kubo, T. Matsumoto, H. Y. Ye, S. Noro, T. Akutagawa and T. Nakamura
  • 雑誌名: CrystEngComn 巻: 18 号: 41 ページ: 7959-7964
  • DOI: 10.1039/c6ce00980h
  • NAID: 120005859711
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The crystal design of polar one-dimensional hydrogen-bonded copper coordination complexes (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, K.; Hoshino, N.; Takeda, T.; Satomi, K.; Suzuki, Y.; Noro, S.; Nakamura, T.; Kawamata, J.; Akutagawa, T.
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 45 号: 8 ページ: 3398-3406
  • DOI: 10.1039/c5dt04865f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational Transformations of (C12H25NH3+)(Pyridinesulfonate) in the Solid State (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Funada, Shota Uchikawa, Norihisa Hoshino, Takashi Takeda, and Tomoyuki Akutagawa
  • 雑誌名: Chem. Asian J. 巻: 11 号: 6 ページ: 915-925
  • DOI: 10.1002/asia.201501442
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystal Structures and Redox Responses Coupled with Ion Recognition of p-Benzoquinone- and Hydroquinone-Fused [18]crown-6 (2015)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kobayashi, Yuta Nakane, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, Hidetoshi Kawai, Tomoyuki Akutagawa
  • 雑誌名: Chem. Asian. J. 巻: 10 号: 2 ページ: 390-396
  • DOI: 10.1002/asia.201403262
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mesophases and Ionic Conductivities of Simple Organic Salts of M(m-Iodobenzoate) (M = Li+, Na+, K+, Rb+, and Cs+) (2015)
  • 著者名/発表者名: Manami Endo, Yuta Nakane, Kiyonori Takahashi, Norihisa Hoshino, Takashi Takeda, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura, and Tomoyuki Akutagawa
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry B 巻: 119 号: 4 ページ: 1768-1777
  • DOI: 10.1021/jp5112026
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystal-to-crystal structural transformation of hydrogen-bonding molecular crystals of (imidazolium)(3-hydroxy-2-quinoxalinecarboxylate) through H2O adsorption-desorption (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshii, Y.; Sakai, K.; Hoshino, N.; Takeda, T.; Noro, S.; Nakamura, T.; Akutagawa, T.
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: 17 号: 31 ページ: 5962-5969
  • DOI: 10.1039/c4ce02519a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cation-Anion Dual Sensing of a Fluorescent Quinoxalinone Derivative Using Lactam-Lactim Tautomerism (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakane, Y.; Takeda, T.; Hoshino, N.; Sakai, K.; Akutagawa
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry A 巻: 119 号: 24 ページ: 6223-6231
  • DOI: 10.1021/acs.jpca.5b02850
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescent Ferroelectrics of Hydrogen-Bonding Pyrene Derivative (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayato Anetai, Yoshifumi Wada, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, Shunsuke Yamamoto, Masaya Mitsuishi, Taishi Takenobu, Tomoyuki Akutagawa
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry Letters 巻: 6 号: 10 ページ: 1813-1818
  • DOI: 10.1021/acs.jpclett.5b00703
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural Flexibilities and Gas Adsorption Properties of One-Dimensional Copper(II) Polymers with Paddle-Wheel Units by Modification of Benzoate Ligands (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, K.; Hoshino, N.; Takeda, T.; Noro, S.; Nakamura, T.; Takeda, S.; Akutagawa, T.
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 54 号: 19 ページ: 9423-9423
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b01168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collective In-Plane Molecular Rotator Based on Dibromoiodomesitylene pi-Stacks (2015)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa, J.; Hoshino, N.; Takeda, T.; Akutagawa, T.
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 137 号: 40 ページ: 13155-13160
  • DOI: 10.1021/jacs.5b08215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Liquid Crystalline Phase Induced by Molecular Rotator and Dipole Fluctuation (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhang, Q.-C.; Takeda, T.; Hoshino, N.; Noro, S.; Nakamura, T.; Akutagawa, T.
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: 15 号: 12 ページ: 5705-5711
  • DOI: 10.1021/acs.cgd.5b00695
  • 査読あり
• [学会発表] キラルアンモニウムを導入した二次元ペロブスカイト結晶の相転移挙動、結晶構造および誘電応答 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋正樹、星野哲久、武田貴志、芥川智行
  • 学会等名: 日本化学会第97回春季年会
  • 発表場所: 慶応大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] グアニジニウム-スルホン酸塩の相転移、結晶構造および誘電応答 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林貴博、星野哲久、武田貴志、芥川智行
  • 学会等名: 日本化学会第97回春季年会
  • 発表場所: 慶応大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] チアゾール骨格を用いた分子性吸脱着材料の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西山浩史、武田貴志、星野哲久、芥川智行
  • 学会等名: 日本化学会第97回春季年会
  • 発表場所: 慶応大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] フェニルスルホネート置換ナフタレンジイミド誘導体が形成する分子集合体構造の制御と物性開拓 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川崎 渉、武田貴志、星野哲久、芥川智行
  • 学会等名: 日本化学会第97回春季年会
  • 発表場所: 慶応大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] テトラ[3,4]チエニレンテトラカルボン酸および誘導体の合成と物性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小澤優喬、武田貴志、星野哲久、芥川智行
  • 学会等名: 日本化学会第97回春季年会
  • 発表場所: 慶応大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] スルホネート基を導入した2-(2’-ヒドロキシフェニル)ベンゾ チアゾール誘導体の分子構造と発光特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中根由太、武田貴志、星野哲久、坂井賢一、芥川智行
  • 学会等名: 日本化学会第97回春季年会
  • 発表場所: 慶応大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Control in Ferroelectricity and Optical Properties of Supramolecular Structures of Alkylamide-substituted Pyrene Derivative (2017)
  • 著者名/発表者名: ANETAI, Hayato; TAKEDA, Takashi; HOSHINO, Norihisa; AKUTAGAWA, Tomoyuki
  • 学会等名: 日本化学会第97回春季年会
  • 発表場所: 慶応大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Hydrogen-Bonding Molecular Assemblies of Alkylamide-Substituted Amphiphilic Isophthalic Acid Derivative (2017)
  • 著者名/発表者名: LU, Chao; TAKEDA, Takashi; HOSHINO, Norihisa; AKUTAGAWA, Tomoyuki
  • 学会等名: 日本化学会第97回春季年会
  • 発表場所: 慶応大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 分子集合体中のプロトンダイナミクスを利用した強誘電性と強弾性の創製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 芥川智行
  • 学会等名: 北海道大学電子科学研究所ダイナミックアライアンス研究支援事業
  • 発表場所: 北海道大学電子科学研究所（北海道・札幌市）
  • 招待講演
• [学会発表] キラルなアルキルアミド基を導入したピレンの分子集合構造と誘電物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 姉帯 勇人、武田 貴志、星野 哲久、芥川 智行
  • 学会等名: 第10回分子科学討論会
  • 発表場所: 神戸ファッションマート（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] アルキルアミド鎖を導入した三回対称性分子が形成する分子集合体構造と誘電物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 赤羽 悟、武田 貴志、星野 哲久、芥川 智行
  • 学会等名: 第10回分子科学討論会
  • 発表場所: 神戸ファッションマート（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] 分子性結晶におけるプロトン移動と強弾性機能の発現、第10回分子科学討論会 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内川 翔太、安田 陽、星野 哲久、武田 貴志、芥川 智行
  • 学会等名: 第10回分子科学討論会
  • 発表場所: 神戸ファッションマート（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] アリールスルホンアミド基を有するアントラキノン：特異な電子状態と溶媒吸着能を有する結晶構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武田 貴志、野呂 真一郎、鈴木 康孝、川俣 純、中村 貴義、芥川 智行
  • 学会等名: 第10回分子科学討論会
  • 発表場所: 神戸ファッションマート（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] エラグ酸溶液への光照射によるクロミズムの発現とその反応メカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 徳冨 尚志、武田 貴志、星野 哲久、芥川 智行
  • 学会等名: 第10回分子科学討論会
  • 発表場所: 神戸ファッションマート（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] クラウンエーテル縮合型キノキサリノン誘導体によるカチオン－アニオン蛍光多重センシング (2016)
  • 著者名/発表者名: 中根 由太、武田 貴志、星野 哲久、坂井 賢一、芥川 智行
  • 学会等名: 第10回分子科学討論会
  • 発表場所: 神戸ファッションマート（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] 有機分子を用いた次世代多重機能性材料の創製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 芥川智行
  • 学会等名: 東北大学多元研－産総研東北センタージョイントセミナー（第25回Clayteamセミナー）
  • 発表場所: 東北大学さくらホール（宮城県・仙台市）
  • 招待講演
• [学会発表] 分子集合体中における「動的水素結合」と「π造形」の協同 (2016)
  • 著者名/発表者名: 芥川智行
  • 学会等名: 九州大学分子システムデバイス国際リーダー教育センターセミナー
  • 発表場所: 九州大学（福岡県・福岡市）
  • 招待講演
• [学会発表] 動的分システムを用いた機能性分子材料の創製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 芥川智行
  • 学会等名: 有機固体を語る会：導電性、磁性そして誘電性
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 招待講演
• [学会発表] 分子集合体中における「動的水素結合」と「π造形」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 芥川智行
  • 学会等名: 超分子による革新的マテリアル開発の拠点形成 超然プロジェクト講演会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県・金沢市）
  • 招待講演
• [学会発表] 分子ダイナミクスを利用した分子集合体の機能開拓 (2015)
  • 著者名/発表者名: 芥川智行
  • 学会等名: 第16回リング・チューブ超分子研究会
  • 発表場所: 物質・材料研究機構（つくば）
  • 年月日: 2015-10-26
  • 招待講演
• [学会発表] キノキサリノン誘導体のラクタム－ラクチム互変異性によるアニオン－カチオン二重センシング (2015)
  • 著者名/発表者名: 中根 由太, 武田 貴志, 星野 哲久, 坂井 賢一, 芥川 智行
  • 学会等名: 第9回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 強弾性体ホウ酸結晶の水素結合様式と機械的刺激に対する応答 (2015)
  • 著者名/発表者名: 内川翔太, 星野哲久, 武田貴志, 芥川智行
  • 学会等名: 第9回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 強誘電性ディスコチックヘキサゴナルカラムナー相へのイオンチャネル構造の導入 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木村 悠航, 小林 崇幸, 武田 貴志, 星野 哲久, 芥川 智行
  • 学会等名: 第9回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] (Halo-anilinium)(H2PO4)塩における水素結合構造の次元性およびプロトン伝導挙動の相関 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉井祐弥, 武田貴志, 星野哲久, 芥川智行
  • 学会等名: 第9回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 強誘電性アルキルアミド置換ピレン誘導体におけるアルキル鎖の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 姉帯 勇人, 武田 貴志, 星野 哲久, 芥川 智行
  • 学会等名: 第9回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Current Switching Behaviour of Hydrogen-Bonding Ferroelectrics (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Akutagawa, Hayato Anetai, Takashi Takeda
  • 学会等名: 11th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM 2015)
  • 発表場所: Bad Gogging Germany
  • 年月日: 2015-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] erroelectricity in Fluorescent Alkylamide-Substituted Pyrene Derivative (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayato Anetai, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, Tomoyuki Akutagawa
  • 学会等名: 11th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM 2015)
  • 発表場所: Bad Gogging Germany
  • 年月日: 2015-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] The current switching property of hydrogen-bonding ferroelectric pyrene derivative (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Akutagaw
  • 学会等名: 13th European Conference on Molecular Electronics
  • 発表場所: Strasbourg France
  • 年月日: 2015-09-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 素結合ネットワークのダイナミクスを利用したπ電子系多重機能材料の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 芥川智行
  • 学会等名: 錯体化学若手の会
  • 発表場所: 湯田温泉セントコア（山口）
  • 年月日: 2015-08-06
  • 招待講演
• [学会発表] Cation-Anion Dual Sensing of Fluorescent Quinoxalinone Derivative (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuta Nakane, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, and Tomoyuki Akutagawa,
  • 学会等名: The 5th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC5)
  • 発表場所: Hong-Kong, China
  • 年月日: 2015-07-12
  • 国際学会
• [学会発表] Crystal-to-Crystal Structural Transformation of (Imidazolium)(3-Hydroxy-2-quinoxalinecarboxylate) through H2O Adsorption-Desorption (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuya Yoshiia, Ken-ichi Sakaib, Norihisa Hoshino, Takashi Takeda, Shin-ichiro Noro, Takayoshi Nakamura, Tomoyuki Akutagawa
  • 学会等名: The 5th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC5)
  • 発表場所: Hong-Kong, China
  • 年月日: 2015-07-12
  • 国際学会